摘 要：某电厂3号发电机因“失磁保护”动作跳闸，引起机组非计划停运，经过艰难的分析与诊断，最终才确认“失磁保护”动作的原因，及时将故障排除，很好地诠释了“四不放过”原则，消除了影响机组安全稳定运行的隐患，为机组再次启动并网后的长周期运行奠定了基础。

关键词：自动励磁调节外部控制回路；AVR外部跳闸指令；“失磁保护”动作跳闸；抗干扰能力

1 概述

某电厂3号发电机是东方电机厂生产的QFSN-300-2-20型汽轮发电机。励磁系统采用静止半导体它励方式，即发电机的励磁电流由同轴交流主励磁机发出的100Hz交流电经静止硅整流装置整流后供给，主励磁机的励磁电流由同轴副励磁机（永磁机）发出的400Hz交流电经可控硅整流后供给（励磁系统简图见图1）。自动励磁调节器（AVR）采用上海发电设备成套设计研究所提供的ABBUNITROL F型，2007年投运。

图1 3号发电机励磁系统简图

2 事件经过

事件发生前机组运行工况：3号机组A、B、C、D磨煤机运行，E磨煤机备用；锅炉汽动给水泵自动调节运行正常，电泵备用；脱硫、脱硝、电除尘系统运行正常；3号高厂变带6kV 3A、3B段运行正常，02号启动变备用。

机组主要热力参数：主汽压力16.5MPa、主汽温度540℃；再热汽压力3.43MPa、再热汽温度533℃；炉膛负压-0.07kPa；总煤量130t/h，一次风压8.4kPa。

主要电气设备运行参数：3号发电机有功270MW、无功113MVAR、3号发电机转子电压346V、转子电流1764A；副励磁机电压199V、主励磁机电流95A；主励转子电压49V；6kV母线电压6.2kV；380V母线电压393V。

3号机组正常运行中突然发“失磁保护跳闸”、“3号故障录波器启动”报警信号，3号发电机跳闸，汽轮机跳闸、锅炉MFT；主再热汽门关闭，调速汽门、各段抽汽逆止门、高排逆止门关闭；汽轮机转速开始下降；3号机组6kV厂用电自动切换成功；3号机组转速到0后，盘车自动投入；3号炉脱硫、脱硝系统按规定停运；其它操作按机组停运后相关要求执行。

3 检查与诊断

3.1 发电机故障录波记录情况

开关量：17时36分29秒200.33ms，Q02开关（励磁调节器出口开关）断开。Q02开关断开377.9ms后，励磁自动调节装置（AVR）退出运行，3768.9ms后3号机失磁保护动作，5140ms后Q7开关（发电机灭磁开关）断开，5186.3ms后首223开关（3号发电机主开关）断开。

模拟量：Q02开关断开前3号发电机、主励磁机、厂用6kV及380V系统电气量均正常；3号机直流110V两组控制电源电压全部正常。

3.2 发变组保护动作情况

发变组“失磁保护”动作出口跳闸。

3.3 停机后的检查情况

停机以后，对3号发电机励磁调节器柜内设备检查，未发现二次接线有绝缘损坏、发热、异味等现象；对发电机“出口开关”及辅助接点检查，未发现异常；对发电机“灭磁开关”及辅助接点检查，也未发现异常。

对发电机自动励磁调节器进行检查，通过后台维护系统调取励磁调节器记录，有AVR外部跳闸令“User event 1”存在。另外根据励磁调节器软件逻辑分析，如果为Q02开关偷跳（没有外部跳闸指令），励磁系统将会发出“低励限制器动作”报警，如果限制不成功将自动切换至另一台调节器运行，调取记录检查未发现有“低励限制动作”报警，也未发现调节器切换记录，因此排除Q02开关偷跳的可能，可以判断Q02开关断开是由于接到外部跳闸指令导致。

AVR外部跳闸指令是由K02继电器动作引起的，能引起K02动作的只有两个量：发电机“出口开关”断开或发电机“灭磁开关”断开；从故障录波记录可以定性发电机“出口开关”和发电机“灭磁开关”的断开是在Q02开关断开之后，是由发电机失磁保护动作引发的，因此排除外部跳闸指令是由发电机“出口开关”断开或发电机“灭磁开关”断开引起的。因此，将检查重点放在K02继电器动作原因上：检查K02继电器回路绝缘正常（1000V摇表测试大于50兆欧）；现场模拟K02继电器控制回路直流接地，K02继电器没有动作，排除直流系统故障引起K02继电器动作。测试K02继电器启动功率为0.348W，功率较小，易受干扰。通过厂家了解，K02继电器受到外部干扰动作已不是第一次，截止目前，他们已经处理了多台同类问题机组，目前新型的励磁系统K02继电器已全部采用大功率中间继电器（启动功率大于5W）。因此，分析认为K02继电器动作的原因为启动功率小，抗干扰能力差，受到干扰引起误动，进而造成Q02开关跳闸，发电机失磁，失磁保护动作跳闸。

4 原因确定

根据发变组故障录波图、发变组保护动作报告和停机后检查情况分析认为：3号发电机励磁调节器出口开关Q02跳闸，是引起3号发电机失磁保护动作的直接原因。励磁调节器外部跳闸继电器K02受到外部回路干扰引起误动，进而造成励磁调节器出口开关Q02跳闸，机组失磁，机组失磁保护动作跳闸。

5 暴露问题

通过此次事件，暴露出诸多问题：调节器生产厂家设计方面：调节器控制回路设计存在缺陷，K02继电器抗干扰能力差；励磁回路无故障监视功能。设备管理方面：技术管理人员技能水平不高，对设备特性掌握不够，过分信赖生产厂家的设计，不能及时发现设计方面存在的问题，更谈不上及时与厂家技术人员沟通，消除隐患；防止机组非计划停运的技术措施落实不到位，专业技术管理人员对设备可能存在的薄弱点和薄弱环节不清楚，对可能引起机组跳闸设备运行状况重视程度不够；电厂的设备管理体系可能存在问题，专业技术管理人员被迫沉浸在繁重冗杂的具体无效事务之中，没有机会外出交流学习、开阔眼界，也不能抽出必要时间了解专业技术的发展情况。

6 采取的防范措施

6.1 增加K02继电器抗干扰能力

在励磁调节器外部跳闸继电器K02上并联增加一个大功率K02′继电器，新增继电器K02′采用南瑞NR0521B继电器，该启动功率大于7W，增加外部跳闸回路抗干扰能力。因南瑞NR0521B继电器只有两组接点，不能满足现场3组接点需要，所以实施并联，并联后测试动作功率：K02继电器启动功率为5.4W，K02′启动功率为7.2W，满足要求，另外测试动作电压值满足国标要求，可以保证可靠动作。

6.2 增加外部继电器K02、K02′动作监视回路

为加强外部跳闸继电器的动作监视，将两个外部跳闸继电器K02、K02′的备用接点引入故障录波器进行监控，为今后的AVR故障跳闸的分析提供便利。

6.3 改进设备管理体系不足，强化设备技术管理

电厂已充分认识到设备管理机制上存在的不足，最大限度把专业技术管理人员从繁重冗杂的具体无效事务之中解放出来，与专业无关的事不干或少干，使他们能够专心致志于其职责范围内的技术管理工作。具体做法是：除罢专业技术专题会，无关紧要的会议不开或者少开；无关紧要的报表不要或少要；鼓励各种专业技术管理人员积极参加相应的各种专业技术学习班、研讨会，加强交流学习，开阔视野，提高专业技术水平。

各级专业技术管理人员要加强自身技术修养，抓住一切机会，积极参加各种专业技术学习班、研讨会，不断学习专业技术知识，勤奋好学，不耻下问；尽心尽责，勤勤恳恳，不断提高对自己管辖设备的了解程度，掌握设备的健康水平，认真组织、全方位开展设备隐患排查治理工作，切实解决设备存在的隐性问题；敏于行动，勤于思考，及时发现设备设计过程中存在的隐患，及时与厂家技术人员沟通，并及早制定相应的防范措施，防患于未然。

结束语

事件发生后，立即在励磁调节器外部跳闸继电器K02上并联增加一个大功率K02′继电器；增加外部继电器K02、K02′动作监视回路，3号机组重新启动并网，一直运行良好，6个月后，因调度命令，停机备用。实践证明，发电机励磁调节回路设计时存在的问题得到了彻底解决。

参考文献

[1]GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程.

[2]DL/T 843-2010 大型汽轮发电机励磁系统技术条件.

作者简介：乔乐侠（1964，05-），男，汉族，工程师，大唐洛阳首阳山发电有限责任公司原副总工程师兼发电部长，主要从事发电厂集控运行管理工作。