一起因设备质量导致220千伏断路器跳闸的分析

一起因设备质量导致220千伏断路器跳闸的分析（共2篇）

篇1：一起因设备质量导致220千伏断路器跳闸的分析

一起因设备质量导致220千伏断路器跳闸的分析

一、跳闸前运行方式

疆南电网220千伏麦盖提变电站220千伏母线接线方式为双母线分段，运行方式为220千伏鹿麦线、220千伏1号主变在220千伏I母运行，220千伏麦莎线在220千伏II母运行，220千伏I、II母并列运行。跳闸前一、二次设备均运行正常，现场无异常现象，220千伏鹿麦线和麦莎线线路运行正常。

220千伏鹿麦线断路器型号为LW30-252，由山东泰开高压开关有限公司生产，2013年2月出厂。该线路保护为双套配置，A套保护型号为CSC-103B，北京四方继保自动化股份有限公司生产。B套保护为WXH-803B，许继电气公司生产。智能汇控柜内智能终端A/B套型号为JFZ-600F,合并单元A/B套型号为CSN-15B4均由北京四方生产，网络分析仪A/B套为广州思维奇公司生产的M8100型装置，故障录波记录器A/B套为深圳双核公司生产的SHDFR-C型装置。

二、跳闸经过及简况

某日09时16分220千伏麦盖提变220千伏鹿麦线2907断路器跳闸。跳闸后运维人员对保护设备，智能终端及断路器机构进行检查，均未发现保护动作信息。220千伏金鹿变侧220千伏鹿麦线间隔一二次设备运行正常。于10时09分220千伏鹿麦线2907断路器合闸成功。

次日02时22分，220千伏鹿麦线2907断路器再次跳闸，跳闸后运维人员对保护设备，智能终端及断路器机构进行检查，均未发现保护动作信息，220千伏金鹿变内的220千伏鹿麦线间隔一二次设备运行正常。于03时06分220千伏鹿麦线2907断路器合闸成功。

10时12分，220千伏鹿麦线2907断路器第三次跳闸，跳闸后运维人员对保护设备，智能终端及断路器机构进行检查，均未发现保护动作信息。220千伏金鹿变内的220千伏鹿麦线间隔一二次设备运行正常。10时30分，接调度令试合220千伏鹿麦线2907断路器失败，并将此情况汇报省调。

第三日4时02分，220千伏鹿麦线2907断路器第四次跳闸，于04时17分220千伏鹿麦线2907断路器合闸成功。

三、现场检查及保护动作分析（一)第一次跳闸及检查分析情况

某日9时16分220千伏鹿麦线2907断路器跳闸后，根据疆南220千伏电网N-1安全稳定运行需要，于10时09分合闸恢复运行方式，我公司调查小组于10时30分到达现场并对设备进行检查。对220千伏鹿麦线2907断路器机构、线路保护装置报文、220千伏线路故障录波文件、自动化后台报文、网络分析文件及站内SCD文件进行全面检查核对，在网络分析仪A套中发现报文：（北京四方保护）220千伏鹿麦线保护A-PI->跳闸，描述“状态数据集数量递增但状态未变化”沟通三跳 goose未变位和在网络分析仪AB套均报“断路器A相-2907断路器低气压闭锁2(合位->过渡)”。根据报文对断路器机构SF6气压及智能汇控柜二次回路进行核查，未发现寄生回路及二次电缆破损。根据故障录波器记录波形图显示线路未出现故障现象，三相断路器同时跳闸未见异常。详见下图：

在北京四方技术人员到达现场对后台报文、网络分析文件、站内SCD文件、录波文件及智能终端内部记录文件进行调取、检查和分析，未发现相关问题。因该工程还未移交竣工图纸，现场无断路器厂家机构原理图和相关二次图纸，调查小组结束当日检查工作，撤离工作现场。对相关厂家和设计院图纸进行了收集和整理，准备开展相关二次回路详细核查工作。

（二)第二次跳闸及检查分析情况

次日02时22分220千伏鹿麦线再次发生跳闸，调查小组于3时05分返回到达现场对鹿麦线保护装置报文、220千伏故障录波文件、后台报文、网络分析文件调取并与第一次跳闸故障进行比对，与第一次断路器跳闸故障信息一致。根据疆南220千伏电网N-1安全稳定运行需要，于3时02分合闸恢复运行方式，调查小组无法开展进一步检查，为此准备做计划申请将220千伏鹿麦线断路器停电做全面检查。

（三)第三次跳闸及检查分析情况

10时12分220千伏鹿麦线发生第三次跳闸，跳闸调查小组对保护设备、智能终端及断路器机构进行检查，依然未发现设备异常及保护动作信息。

在10时30分，对220千伏鹿麦线断路器合闸不成功，调查小组到达现场后，经检查发现后台机有220千伏鹿麦线同期合闸失败的报文，原因为同期角不满足条件，于是判断220千伏鹿麦线2907断路器由于同期角差不满足同期合闸条件，所以手动同期合闸不成功。同时对鹿麦线保护装置报文、故障录波文件、后台报文、网络分析文件进行调取并与前2次设备跳闸信息进行比对，信息基本一致，未发现相关异常情况。

14时00分将220千伏鹿麦线2907断路器转检修，检查小组对断路器机构以及相关二次回路进行检查，并试分、合断路器，断路器分、合闸正常。用万用表对断路器机构内三相不一致保护回路、中间继电器及时间继电器开出常开接点进行导通测试未发现异常。对断路器防跳回路及三相不一致保护试验后未发现异常。根据断路器机构二次原理图分析，只有三相不一致保护动作或“远方/就地把手在就地位置”且分合闸辅助开关分闸时才能出现三相断路器同时跳闸现象。

首先现场检查“远方/就地”把手在“远方”位置，且分合闸辅助开关接点和动作性能可靠，故分析此回路不满足引起此次断路器跳闸条件。其次对三相不一致保护相关二次回路进行检查，发现三相不一致保护动作信号，由时间继电器（由山东泰开自购的韩国龙声电气制造YSDT4S-D22-52型）KT1第二组辅触接点输出，这样的信号接线方式不能监控三相不一致中间出口继电器或时间继电器发生误动，后台机无法记录断路器三相不一致保护动作信号。该断路器二次原理图如下：

为保证后台能完全监控到三相不一致保护动作信号，将后台监控动作信号由两套时间继电器KT1和KT2的第二组动作开出接点，改接至中间出口继电器ZJ3第四组辅触节点（备用）提供。根据疆南220千伏电网N-1安全稳定运行需要，在20时30分，220千伏鹿麦线断路器投入运行。我公司调查小组于21时50分撤离工作现场。

（四）第四次跳闸及检查分析情况

第三日04时02分，220千伏鹿麦线2907断路器发生第四次跳闸，于04时17分220千伏鹿麦线断路器投入运行。

调查小组对自动化后台信息检查时，发现断路器第一组三相不一致保护动作两次，第一次动作信息在断路器跳闸前，第二次动作信息在断路器跳闸后。其余故障信息与前三次跳闸信息一致，故分析为220千伏鹿麦线第一组三相不一致保护动作导致三相断路器跳闸。

根据断路器变位记录信息分析，断路器三相不一致保护中间出口继电器ZJ3或时间继电器KT1的第一组开出接点存在误动,引起了断路器三相跳闸。在申请停用第一组三相不一致保护后，对时间继电器KT1开出接点用万用表进行测试，未发现异常，用500V绝缘电阻测试仪对开出接点空气间隙进行绝缘测试时，发现第一组开出接点测试值为零，第二组开出接点值为580兆欧。其次对第二组三相不一致保护时间继电器KT2开出接点进行测量，第一组开出接点测试值为470兆欧，第二组开出接点值为530兆欧。现场对第一组三相不一致时间继电器（全封闭型）进行破坏性解体，发现时间继电器内部的第一组开出接点（至启动中间继电器）空气间隙不足，接点间存在似接非接接触不良拉弧发热迹象，由接点瞬时粘合，触发中间继电器动作出口造成断路器跳闸。

第一组三相不一致保护时间继电器第一组开出接点绝缘测试值

第一组三相不一致保护时间继电器第一组开出接点

根据四次断路器跳闸情况综合分析，四次跳闸原因均为第一组三相不一致保护，时间继电器内部的第一组开出接点（至启动中间继电器）空气间隙不足，接点间存在似接非接接触不良拉弧发热迹象，由接点瞬时粘合，触发中间继电器动作出口造成的断路器跳闸。前三次后台没有三相不一致保护动作信息报文是因第一组三相不一致保护时间继电器，KT1的第一组开出接点（至启动中间继电器）不正确动作，但第二组开出接点（至后台信号）正常。另外在对220千伏鹿麦线断路器三相不一致时间继电器KT1的解体检查时，发现继电器的底座母板处有水渍痕迹现象，部分接线压接螺丝铁件出现锈斑。在对站内其他三组220千伏断路器机构箱（220千伏麦莎线、220千伏母联、1号主变220千伏侧）进行检查时，发现B断路器机构箱部分接线压接螺丝铁件均有锈迹。初步分析为断路器生产厂家在制造过程中，机构箱元器件接线板组件保管不完善，导致受潮，断路器厂家人员已现场确认。如下图所示：（图六）时间继电器底座插线板

时间继电器底座插线板

中间继电器外观图

四、暴露的问题及整改措施

因断路器第一组三相不一致保护的时间继电器故障，故公司申请将鹿麦线2907断路器转检修，完成以下整改工作：

更换断路器机构内第一组和第二组三相不一致保护时间继电器，并进行了试验验证动作时间（定值2S）、动作电压及出口，结果正确。另对两套三相不一致保护信号回路进行完善整改，实现中间出口继电器和时间继电器动作，在后台监控信号上的相互独立。

配合断路器厂家完成了机构检查和断路器特性试验，试验结果符合220千伏断路器高压试验规程标准。

配合北京四方研发人员及网络分析仪厂家完成了对保护装置、后台信息、故障录波、智能终端和网络分析仪中的报文再一次进行了梳理分析，未发现其他引起断路器跳闸的相关信息。并查明了网络分析仪中的“2907断路器低气压闭锁2”是因系统集成商（北京四方），提供给网络分析仪厂家的全站SCD文件含有过程层附加描述，且由于该附加描述不对应引起的信号误报。另网络分析仪中“数据集递增但状态未发生变化”信号是因SQNum发生跳变，但GOOSE信号未发生变化引起，需要在北京四方研发总部内综合分析后再做结论。完成了保护装置整组传动试验，试验结果满足相关要求。

五、防范措施

组织相关部门及时召开了此次220千伏鹿麦线2907断路器跳闸整改分析会，确定了后期整改计划及措施：

据了解该型号断路器此类跳闸原因在泰开公司尚属首次，要求断路器厂家对断路器机构箱元器件选择和设备工艺进行质量追溯调查，并制定整改方案。

对后期更换的220千伏断路器三相不一致保护，严格按照《十八项电网重大反事故措施》，第15.7.8条，校验涉及直接跳闸重要回路采用的继电器动作电压和动作功率。对断路器非全相保护回路进行完善化改造，避免回路中继电器误动导致设备跳闸。对三相不一致保护信号回路进行完善整改，实现中间出口继电器和时间继电器动作，在后台监控信号上的相互独立，确保动作监控信号零死角。

在以后的验收工作中针对断路器机构，对重要隐蔽性的继电器等元器件进行破坏性解体对开出接点进行抽检，防止设备元器件内部隐蔽性动作接点存在隐患。

建议省公司对该断路器设备制造厂家，进行设备质量考核。对本次断路器跳闸隐患进行深入排查治理，制定、落实整改计划、整改方案及防范措施。

二○一三年五月十六日

篇2：一起因设备质量导致220千伏断路器跳闸的分析

摘要：随着现代火力发电机组容量的不断增加，汽动给水泵已逐渐代替电动给水泵，成为主给水泵，承担着向锅炉连续提供具有足够压力、流量和相当温度的水的重任。而小汽轮机（以下简称小机）作为汽动给水泵的驱动设备，其能否安全可靠地运行，直接关系到锅炉设备及整个发电机组的安全运行。茂名臻能热电有限公司#7机组A小机在冲转时，因轴承振动超过极限值，导致A小机在两次冲转过程中均发生跳闸事故。该文针对此次跳闸事件进行分析，并提出相应处理及整改措施。

关键词：小汽轮机 冲转 轴承振动 跳闸

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（b）-0064-02

设备概况

茂名臻能热电有限公司#7机组汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造的超临界压力、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、双背压、抽汽凝汽式汽轮机，型号为：CC600/523-24.2/4.2/1.0/566/566，最大连续出力为662MW，额定出力为600 MW。其中给水泵组系统包括两台50%容量的汽动给水泵及其驱动小汽轮机；汽动给水泵前置泵及其驱动电机；30%容量的电动给水泵。汽动给水泵组中小汽轮机的设计参数如表1。事件经过

2014年6月5日3时39分57秒，#7机组跳机，经检查是电气方面的原因引起的，处理好故障后，重新开机。

12时44分22秒，开始冲转A小机，设置升速率150r/min，冲到800 r/min时，停留5min，接着再次设置升速率150 r/min，设置目标转速1800 r/min。

12时57分47秒，转速为1316 r/min时，A小机跳闸，跳闸首出为“A小机轴振大停机”。查得A小机前轴振动X向为184 μm，超出极限值175 μm。

全面检查DCS参数及就地无异常后，13时03分23秒重新开始冲转A小机，升速率300 r/min，目标转速1800 r/min。

13时07分35秒，转速为1454r/min时，A小机再次跳闸，跳闸首出依然是“A小机轴振大停机”。查得A小机前轴振动X向为181μm。

两次冲转过程A小机转速和轴振趋势如图1。事件原因分析

（1）对润滑油油压、油温检查，A小机润滑油母管油压0.374 Mpa一直不变，油温在45 ℃左右，油质正常，因此判断润滑油不是影响轴振大的因素。

（2）冲转前，A小机汽缸上半温度220 ℃，汽缸下半温度190 ℃，绝对膨胀值为3.5 mm。上下缸温度均在热态启动参数范围内，膨胀值也正常，因此无须中低速暖机，所以排除暖机不充分的因素。

（3）查DCS记录，冲转前及冲转后在偏心仪退出前偏心值一直在42 μm左右，属正常值，说明轴振大不是由于大轴过度弯曲造成的。

（4）冲转前已经对A小机高低压进汽管道进行充分疏水暖管，冲转后A小机低压主汽门前蒸汽温度一直维持270 ℃左右，A小机调节级后蒸汽温度235 ℃左右，蒸汽压力1.0 Mpa，蒸汽温度和压力都没有大幅度波动，蒸汽过热度达55 ℃以上，因此判断A小机轴振大是由于发生水冲击的可能性较小。

（5）对轴承进行检查，发现各轴瓦温度在45～48 ℃之间，且就地用听针听各轴承位置声音比较清脆、规律，无太多的嘈杂声，所以分析因轴承损坏导致轴振大的可能性也较小。

（6）排汽温度过高会导致汽缸变形，使转子偏离中心线，造成动静摩擦，也是诱发轴振大的一个因素。经查，A小机排汽温度一直在42 ℃上下，就地检查汽缸外形及排汽管并无变形，与汽缸相连接的部件也没有发生蠕变现象，所以排除排汽温度高对A小机轴振大的影响。

（7）最后在就地反复检查，发现就地新装设的小机排汽缸减温水手动门开度很大，几乎全开。由于小机在设计时没有减温水管设计，为了防止小机冲转时因蒸汽量少导致排汽温度过高，后来在排汽缸加装了排汽缸减温水管及一个手动门。减温水喷头装设的位置较高，分析是因为减温水手动门开度过大，导致过量的减温水未经雾化直接喷射在小机转子叶片上，使转子受力不均，最后导致小机轴振大停机。处理及整改

（1）分析出是减温水手动门开度过大后，即派人先把门全关，重新开始冲转A小机，待排汽温度升高到80 ℃以上时，才稍开一点减温水手动门。经处理，A小机在冲转至前两次跳闸转速（1316 r/min、1454 r/min）时，轴振最大值处分别为10.7 μm、13.7 μm，振动明显比前两次小，最后A小机于17时21分48秒成功冲转至3100 r/min（正常运行时最低转速），检查排汽温度为45.4℃，在正常范围内。关小减温水手动门前后A小机轴振最大处数值比较如表2。

（2）打开减温水手动门时，发现只要稍开一点（大概1/20圈），排汽温度就很快从80多摄氏度降到40多摄氏度，因此分析是减温水管径过大，导致即使手动门在很小开度就会有较大量的水进入排汽缸，因此决定在减温水手动门后加装节流孔板，这样就能更好更容易地控制减温水量，具体整改如图2。结语

通过此次事故的处理及对排汽缸减温水管的整改，在以后几次的启动冲转过程中，A小机再也没有发生过因轴振大而跳闸的事故，保证了#7机组的顺利启动及安全运行。

参考文献