一、 事故概況
2010年3月21日，某發(fā)電公司1、2號(hào)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行（135MW）。19:51，2號(hào)機(jī)組突然跳閘，64A、B段失壓，廠用電快切裝置未動(dòng)作，運(yùn)行人員手動(dòng)搶合備用電源成功，光字牌首出“低真空保護(hù)停機(jī)”，電氣出“熱工保護(hù)”，“64A段PT直流回路斷線”，“64B段PT直流回路斷線”，“2號(hào)高廠變A分支速斷動(dòng)作”，“發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障”光字牌。19:53，1號(hào)機(jī)組跳閘，廠用電快切成功，光字牌首出“低真空保護(hù)停機(jī)”。
就地檢查發(fā)現(xiàn)2號(hào)機(jī)6kV母線上所帶電動(dòng)機(jī)大多已跳閘，保護(hù)動(dòng)作信息為“負(fù)序定時(shí)限保護(hù)”動(dòng)作；2號(hào)爐A排粉機(jī)電機(jī)接線盒處冒煙，有明顯焦糊味，接線盒金屬蓋有燒融現(xiàn)象。
二、 系統(tǒng)接線及保護(hù)配置
1、6kV廠用電系統(tǒng)接線方式
2臺(tái)機(jī)組共設(shè)2臺(tái)高壓廠用變壓器和4段6kV工作段，每臺(tái)機(jī)組設(shè)兩段6kV工作母線，分別由對(duì)應(yīng)的1臺(tái)高壓廠用變壓器（以下稱高廠變）供電，變比為15.75±2×2.5%/6.3kV。電源接于發(fā)電機(jī)出口主變低壓側(cè)，其低壓出線分2路（即A分支、B分支）經(jīng)電纜、開關(guān)分別接于兩個(gè)6kV工作母線段。
兩臺(tái)機(jī)組設(shè)1段6kV備用母線，由一臺(tái)高壓啟動(dòng)/備用變（以下稱啟備變）供電，變比為110±8×1.25%/6.3kV，為6kV工作母線段提供備用電源，其電源接至110kV母線。廠用電一次系統(tǒng)圖見圖1。正常時(shí)2號(hào)啟備變充電運(yùn)行，6kV各工作段的備用電源開關(guān)正常時(shí)處于熱備用狀態(tài)，廠用電快切裝置投并聯(lián)自動(dòng)切換方式。
2、6kV系統(tǒng)保護(hù)配置
???? 2臺(tái)高廠變低壓出線A、B分支保護(hù)配置如下：分支電纜差動(dòng)保護(hù)，分支速斷過流保護(hù)和復(fù)合電壓過流保護(hù)。
6kV母線上電動(dòng)機(jī)的保護(hù)配置如下：正序電流速斷、負(fù)序定時(shí)限、負(fù)序反時(shí)限、零序電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、過熱保護(hù)。
6kV廠用電系統(tǒng)保護(hù)配置圖見圖2。
三、 試驗(yàn)檢查情況
1、事故后對(duì)2爐A排粉機(jī)電機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)接線盒內(nèi)短路燒毀嚴(yán)重，定子繞組引線與電纜接頭A相，B相燒斷，接頭為絕緣塑料帶纏繞包扎，且未在絕緣板上固定，運(yùn)行中的振動(dòng)使電機(jī)引線接頭長期與接線盒金屬蓋磨擦，導(dǎo)致絕緣破損引起相間短路。
2、該電機(jī)綜合保護(hù)裝置為珠海萬利達(dá)電氣有限公司生產(chǎn)的MMPR-10H2型微機(jī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，短路時(shí)未動(dòng)作，檢查動(dòng)作記錄中只有“過熱告警”信號(hào)，無其他出口信息。檢查保護(hù)定值正確，裝置接線、CT極性正確，在CT二次側(cè)加定值電流校驗(yàn)保護(hù)出口正確，重復(fù)試驗(yàn)3次無異常。判斷保護(hù)裝置接線正確，動(dòng)作正常。
3、對(duì)2號(hào)爐A排粉機(jī)電機(jī)開關(guān)柜內(nèi)CT進(jìn)行了伏安特性試驗(yàn)，為便于比較，對(duì)B排粉機(jī)電機(jī)柜內(nèi)CT也做了相同試驗(yàn)。A、B排粉機(jī)電機(jī)CT均為LZZBJ12-10型，10P20，變比100/5，CT保護(hù)繞組的VA特性數(shù)據(jù)見表1，VA特性曲線圖見圖3。試驗(yàn)接線為一次開路、二次加電壓，測(cè)量勵(lì)磁電流。從圖中曲線對(duì)比可見，A排粉機(jī)開關(guān)保護(hù)CT的伏安特性曲線比正常保護(hù)CT要低一倍多，說明該保護(hù)CT飽和特性太差。
表1??????? 2號(hào)爐A、B排粉機(jī)開關(guān)A相CT保護(hù)繞組VA特性數(shù)據(jù)
NO 勵(lì)磁電流/A A排CT保護(hù)/V B排CT保護(hù)/V
1 0.1 0.3 16.6
2 0.2 1.2 26.2
3 0.3 2.6 30.7
4 0.4 4.3 33.8
5 0.5 6.2 36.2
6 1 19.1 42.3
7 2 21.5 45.7
8 3 22.3 47.9
9 4 22.6 49.4
10 5 23.1 50.9
注：c相結(jié)果類似。

4、對(duì)64B段廠用電快切裝置在2號(hào)機(jī)組“熱工保護(hù)”動(dòng)作全停時(shí)，廠用電工作電源跳閘后，備用電源未自動(dòng)切換原因進(jìn)行檢查：6kV廠用電快切使用的是PZH-1型微機(jī)廠用電快速切換裝置，裝置定值正確，出口壓板投退正確，外部接線正常，裝置無切換記錄；做裝置切換試驗(yàn)，模擬事故下狀態(tài)，人為拉掉工作電源開關(guān)，備用電源切換正常。查DCS事故追憶，發(fā)現(xiàn)2010年3月21日19:51:20，短路發(fā)生瞬間，6kV母線A、B段快切裝置均發(fā)“PT斷線報(bào)警”、“等待復(fù)歸”信號(hào)，裝置在6kV母線PT低壓側(cè)一相或兩相電壓低于10%Un（額定值）時(shí)，會(huì)判定為母線電壓互感器電壓回路斷線，發(fā)出“斷線報(bào)警”信號(hào)，母線斷線報(bào)警信號(hào)存在時(shí)，裝置不會(huì)自行啟動(dòng)切換。綜上所述，64B段工作電源跳閘后，備用電源未自動(dòng)切換原因?yàn)椋簝上嘟饘傩远搪芬?kV母線A、B相電壓低于“斷線報(bào)警”信號(hào)定值，裝置在此信號(hào)存在期間閉鎖了備用電源的切換。
5、檢查#2機(jī)組6kVA段、B段上電動(dòng)機(jī)微機(jī)綜合保護(hù)動(dòng)作記錄，在事故發(fā)生時(shí)刻均為“負(fù)序定時(shí)限”保護(hù)動(dòng)作，延時(shí)0.5S（“負(fù)序定時(shí)限”保護(hù)整定延時(shí)為0.5S）跳閘。
6、#2爐A排電機(jī)接線盒內(nèi)短路，其開關(guān)CT飽和，保護(hù)裝置拒動(dòng)，查閱保護(hù)動(dòng)作記錄也無“低電壓跳閘”等出口信息，電機(jī)開關(guān)是怎樣跳閘的呢？經(jīng)查閱DCS事故追憶記錄：短路發(fā)生后6kV母線失電，鍋爐MFT大聯(lián)鎖動(dòng)作跳掉#2爐A排電機(jī)開關(guān)。
四、 事故分析及試驗(yàn)結(jié)果分析
1、事故分析
通過試驗(yàn)、檢查，結(jié)合故障錄波、事故追憶、DCS歷史曲線、保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作記錄，此次事故過程分析如下：2010年3月21日19:51分左右，#2爐A排粉機(jī)電機(jī)接線盒處A、B相由于絕緣包扎處磨破發(fā)生金屬性短路，電機(jī)綜合保護(hù)因CT 飽和拒動(dòng)，引起#2高廠變A分支速斷保護(hù)動(dòng)作，延時(shí)1.5S出口跳閘，64A段失壓，該段快切被速斷保護(hù)閉鎖。在短路發(fā)生后#2高廠變A分支速斷延時(shí)1.5S跳閘之前， 2段6kV母線上的電動(dòng)機(jī)負(fù)序定時(shí)限保護(hù)均已啟動(dòng)，其延時(shí)0.5S遠(yuǎn)小于廠變A分支速斷延時(shí)1.5S，先于分支速斷跳閘。兩臺(tái)循環(huán)水泵電機(jī)跳閘后，引起#2機(jī)組“凝汽器真空低”保護(hù)出口，“熱工保護(hù)”動(dòng)作停機(jī)，發(fā)變組出口開關(guān)跳閘，主汽門關(guān)閉。
#1機(jī)組由于僅一臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行，且#1、#2機(jī)組循環(huán)水進(jìn)水母管聯(lián)絡(luò)門為全開狀態(tài)，#1機(jī)凝汽器真空立即下降，引起#1機(jī)組“凝汽器真空低”保護(hù)出口，熱工保護(hù)動(dòng)作跳掉#1發(fā)變組出口開關(guān)，#1機(jī)組跳閘。
2、試驗(yàn)結(jié)果分析
此次發(fā)生在6kV母線附近一臺(tái)電動(dòng)機(jī)接線上的兩相短路，電機(jī)CT飽和引起保護(hù)拒動(dòng)，造成事故擴(kuò)大發(fā)展到兩臺(tái)機(jī)組跳閘，CT飽和是主要原因。
從#2發(fā)變組保護(hù)屏故障錄波及工控機(jī)歷史記錄來看：短路后，短路電流峰高值達(dá)15000A，而A排粉機(jī)電機(jī)CT變比 100/5，其實(shí)際準(zhǔn)確限值電流系數(shù)KX只有4.2，而短路電流是其額定電流的150倍，CT極度飽和，二次側(cè)只能輸出非常窄的尖頂波，間斷的尖頂波在一個(gè)周期內(nèi)的電流有效值很小，以致該電機(jī)保護(hù)裝置拒動(dòng)。
五、 防范措施
1、對(duì)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置所使用的CT，除按設(shè)計(jì)規(guī)程嚴(yán)格選型外，在更換后及機(jī)組大修時(shí)，必須做伏安特性試驗(yàn)，得出拐點(diǎn)電壓，用拐點(diǎn)電壓計(jì)算出CT的實(shí)際準(zhǔn)確限值系數(shù)，此系數(shù)大于CT銘牌上標(biāo)注的額定準(zhǔn)確限值系數(shù)時(shí)，CT飽和特性才符合要求，否則應(yīng)采取措施加以改善。
2、火電機(jī)組6kV電動(dòng)機(jī)負(fù)序定時(shí)限保護(hù)普遍存在動(dòng)作時(shí)限整定較小，在母線及母線近區(qū)兩相短路時(shí)誤動(dòng)、使事故影響擴(kuò)大的問題。應(yīng)從保護(hù)機(jī)組安全運(yùn)行的角度出發(fā)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)不對(duì)稱故障時(shí)的短時(shí)允許值，合理整定動(dòng)作時(shí)限，使其躲過母線及近區(qū)兩相短路時(shí)故障切除時(shí)間，以解決此種情況下的保護(hù)誤動(dòng)問題，進(jìn)而提高機(jī)組安全運(yùn)行水平。