熱工信號觸發(fā)保護(hù)緊急事故停機(jī)故障原因及處理*

張鴻震

(華電國際電力股份有限公司 鄒縣發(fā)電廠,山東 濟(jì)寧 273500)

0 引 言

華電集團(tuán)建設(shè)有火電遠(yuǎn)程節(jié)能診斷平臺,該平臺已接入滿足計(jì)算模型準(zhǔn)確性校核條件的機(jī)組共169臺。目前有114臺已完成機(jī)組校驗(yàn)。該平臺可實(shí)現(xiàn)能效指標(biāo)對標(biāo)、實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)趨勢分析、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、在線試驗(yàn)、測點(diǎn)管理等功能。另外,在建的技術(shù)監(jiān)督管理平臺將具備數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳、定期工作提醒、設(shè)備與指標(biāo)監(jiān)督、信息發(fā)布、培訓(xùn)考試等功能,可滿足技術(shù)監(jiān)督工作規(guī)范化、信息化的需求,將成為技術(shù)監(jiān)督體系各級人員開展技術(shù)監(jiān)督工作不可缺失的工具[1-3]。目前,火電技術(shù)監(jiān)督平臺的電科院層用戶的監(jiān)督查評、監(jiān)督報(bào)表、非停管理、預(yù)告警通知單、檢修管理、日常工作、設(shè)備中心、培訓(xùn)考試模塊同步開發(fā)并逐個(gè)上線運(yùn)行,對火電技術(shù)起著重要的監(jiān)督作用。其中,華電集團(tuán)某電廠和監(jiān)督平臺擁有4臺335 MW、2臺635 MW及2臺1 000 MW燃煤發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量為4 610 MW,保護(hù)系統(tǒng)采用PLC控制,型號為GE90-30型。2023年3月,該廠發(fā)生熱工信號觸發(fā)保護(hù)裝置緊急事故停機(jī)故障。筆者針對該故障開展了發(fā)電機(jī)保護(hù)、錄波裝置、發(fā)電機(jī)出口斷路器、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)組LCU、機(jī)械過速裝置檢修情況、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU檢修情況等方面的分析檢查工作,查明了事故原因,并從管理因素、技術(shù)因素、設(shè)備因素三個(gè)方面進(jìn)行深入剖析,制定相應(yīng)的防范措施,保障了設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

1 事故情況

1.1 熱工信號觸發(fā)保護(hù)裝置緊急事故停機(jī)事件描述

2023年3月1日14時(shí)51分,1號機(jī)組在熱備用狀態(tài),2號發(fā)電機(jī)負(fù)荷97 MW,導(dǎo)葉開度83.45%。220 kV母線及209線路運(yùn)行正常。廠用電10 kVⅠ、Ⅱ段分段運(yùn)行,10 kVⅠ、Ⅳ段聯(lián)絡(luò)運(yùn)行;10 kVⅡ、Ⅲ段聯(lián)絡(luò)運(yùn)行。事故經(jīng)過如表1所列。

表1 事故停機(jī)上位機(jī)報(bào)警信號動(dòng)作情況

1.2 檢查情況

該2號機(jī)組于2007年11月投產(chǎn)發(fā)電,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為南瑞公司產(chǎn)品,保護(hù)系統(tǒng)采用PLC控制,型號為GE90-30型。工作電源DC24V,64路開入量、32路開出量。檢查情況如下。

(1) 發(fā)電機(jī)保護(hù)檢查情況:現(xiàn)場檢查2號發(fā)電機(jī)保護(hù)A、B套,無任何告警記錄。

(2) 錄波裝置檢查情況:檢查220 kV系統(tǒng)錄波、機(jī)組錄波,除出口斷路器變位外,無其他開關(guān)量開入。

3、動(dòng)之以情，曉之以理，讓學(xué)生學(xué)會(huì)理性思考。待學(xué)生情緒平穩(wěn)的時(shí)候，幫助她理性分析事情發(fā)生的原因，讓當(dāng)事人回歸理性思維：這恰恰是因?yàn)榍啻浩诘臎_動(dòng)行為，心氣高、性子急、自認(rèn)為對環(huán)境熟悉、存在僥幸心理、缺乏安全意識而造成的嚴(yán)重后果！

(3) 發(fā)電機(jī)出口斷路器檢查情況:檢查發(fā)電機(jī)出口斷路器發(fā)現(xiàn),跳閘回路無異常。

(4) 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)組LCU檢查情況:①檢查保護(hù)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),保護(hù)PLC柜(LCUA4柜)開入模塊第23點(diǎn)指示燈有閃爍現(xiàn)象,查閱圖紙?jiān)擖c(diǎn)輸入為“機(jī)械液壓過速150%Ne”信號接入;②在2號機(jī)室大軸頂部機(jī)械過速裝置端子排處,發(fā)現(xiàn)“機(jī)械液壓過速150%Ne”信號輸入線(SDR23)接線端子松動(dòng),接線線鼻子(U型)與金屬外殼距離較近,有瞬時(shí)接觸現(xiàn)象,如圖1所示;③檢查保護(hù)系統(tǒng)輸入外回路發(fā)現(xiàn),保護(hù)PLC柜XDICC 9端子(保護(hù)PLC開入信號公共端)與機(jī)組LCUA2柜XDICC 3端子(機(jī)組LCUPLC開入信號公共端)間有連接線,存在寄生回路;④檢查發(fā)現(xiàn)2號機(jī)開入量模塊DI7第一個(gè)端子接線存在接地(電纜編號:2FS451/FR600,電纜用途:原2號機(jī)濾水器控制系統(tǒng)上送信號公共端);⑤根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行故障模擬還原試驗(yàn)。模擬機(jī)組中“機(jī)械液壓過速150%Ne”信號線接地,同時(shí)保持寄生回路,動(dòng)作結(jié)果與此次緊急事故停機(jī)動(dòng)作結(jié)果完全一致。

圖1 機(jī)械液壓過速150%Ne動(dòng)作輸入回路接線圖

(5) 機(jī)械過速裝置檢修情況:1月12日對2號機(jī)組機(jī)械過速保護(hù)裝置進(jìn)行送檢,其檢驗(yàn)結(jié)果滿足要求。

(6) 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU檢修情況:①在2號機(jī)組大修期間,地方電科院開展現(xiàn)地LCU性能測試,測試結(jié)果顯示,SOE4號模件分辨率不合格,但不影響基本安全運(yùn)行和功能執(zhí)行(因該設(shè)備已停產(chǎn),無備件更換,已列入年度技改計(jì)劃);②按照保護(hù)試驗(yàn)方案,開展檢查、傳動(dòng)試驗(yàn),結(jié)果正常;③對機(jī)械過速裝置接線端子“機(jī)械液壓過速150%Ne”信號接線拆除和恢復(fù)。

(5) 人員培訓(xùn)不到位,業(yè)務(wù)技能不強(qiáng),對規(guī)程、規(guī)范和相關(guān)反措要求學(xué)習(xí)不深入,且落實(shí)不到位。

2 原因分析

(1) 對機(jī)組保護(hù)PLC“機(jī)械液壓過速150%Ne”位置接點(diǎn)進(jìn)行換型改造,完善接點(diǎn)防塵、防油污、防抖動(dòng)等措施,確保在運(yùn)行過程中接點(diǎn)不發(fā)生接地。

圖2 故障動(dòng)作回路原理圖

3 暴露的主要問題

3.1 管理因素

(2) 監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)報(bào)警信息動(dòng)作時(shí)序偏差較大,不便于確定信號動(dòng)作先后順序,導(dǎo)致事故分析時(shí)邏輯判斷困難。

(2) 檢修、技改方案不細(xì)致,技術(shù)措施不完善,審核把關(guān)不嚴(yán)。在2014年濾水器控制系統(tǒng)改造及2019年機(jī)組LCU與保護(hù)PLC信號源分離工作中,雖履行了方案、異動(dòng)等審批手續(xù),但未針對改造及分源工作中的線纜更換、拆除、新增等關(guān)鍵環(huán)節(jié)編制詳細(xì)的工作清單,方案可操作性不強(qiáng),遺留寄生回路[5]。

(3) 事故教訓(xùn)汲取不深刻,反措執(zhí)行不到位。2018年7月4日,某電站1號機(jī)因棄用電纜未做有效處理而造成主變冷卻器控制柜PLC24V電源開關(guān)跳閘,導(dǎo)致冷卻器全停機(jī)組事故停機(jī)。該問題暴露后,未認(rèn)真汲取事故教訓(xùn),隱患排查治理工作不實(shí)不細(xì)。對棄用電纜、寄生回路的排查不徹底,未能發(fā)現(xiàn)及清除2號機(jī)組LCUA2柜內(nèi)原濾水器上送信號公共端電纜,排查工作流于形式。

2.4 兩組孕婦脂肪因子水平 與對照組比較，觀察組孕婦RBP-4、TNF-α、VF水平顯著下降，APN水平顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。見表4。

(4) 技術(shù)管理不到位?，F(xiàn)場圖紙資料、設(shè)備臺賬記錄不規(guī)范,未按要求記錄設(shè)備檢修、技改臺賬和修編相應(yīng)的圖紙資料,導(dǎo)致故障檢查及恢復(fù)時(shí)間較長。

(7) 其他情況:①對2號機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分檢查,未發(fā)現(xiàn)故障;②通過工業(yè)電視檢查事故前后機(jī)旁盤、發(fā)電機(jī)出口開關(guān)等關(guān)鍵處人員工作、逗留情況,未發(fā)現(xiàn)異常,不存在人為誤動(dòng)。

跳出禁養(yǎng)區(qū)：如果你的養(yǎng)殖場在禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)，且超出地方政府的規(guī)模養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)，與其等著受罰，不如主動(dòng)配合進(jìn)行搬遷，趁早離開，尋求新的發(fā)展。

在過去的“十二五”計(jì)劃里，我國疾控機(jī)構(gòu)的檔案信息化管理工作取得了不小的進(jìn)步，但是仍然暴露出檔案基礎(chǔ)設(shè)施條件落后和數(shù)量不足的問題。由于檔案信息化管理建設(shè)在我國的進(jìn)展比較晚，所以我國常用的檔案整理電子辦公設(shè)備、相關(guān)的檔案數(shù)據(jù)庫、檔案信息化管理的硬件和軟件系統(tǒng)等等都比較缺乏，這也嚴(yán)重阻礙了我國疾控機(jī)構(gòu)檔案管理的效率。

3.2 技術(shù)因素

2號機(jī)事故中,PLC“機(jī)械液壓過速150%Ne”開入回路接線線鼻子的廠家原設(shè)計(jì)選型不合理,端子距金屬底座間隙不滿足運(yùn)行要求。并且此次檢修結(jié)束后恢復(fù)接線時(shí),檢修人員未發(fā)現(xiàn)端子與外殼間的距離不夠,因此未采取相應(yīng)絕緣措施,因此避免接線發(fā)生誤碰。

3.3 設(shè)備因素

(1) 機(jī)械過速信號裝置安裝位置在水車室頂部,接線端子靠近大軸側(cè)且空間狹小,維護(hù)難度大,不能有效保證接線工藝和日常巡視檢查[6]。

(1) 規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不嚴(yán)謹(jǐn),檢修項(xiàng)目不完善。按規(guī)定:現(xiàn)地控制單元應(yīng)隨被監(jiān)控設(shè)備的檢修而進(jìn)行相應(yīng)的檢查維護(hù),主要內(nèi)容包括I/O接口連線絕緣檢查;廠內(nèi)檢修規(guī)程第4.1條規(guī)定:機(jī)組LCU檢修周期隨機(jī)組大、小修工作進(jìn)行;《下位機(jī)檢修工藝》第6.4.4.1條規(guī)定:測量電源回路絕緣,回路應(yīng)無短路和接地。在檢修項(xiàng)目中,未將上述項(xiàng)目納入檢修維護(hù)內(nèi)容,導(dǎo)致回路接地點(diǎn)未被發(fā)現(xiàn)[4]。

(3) 保護(hù)PLC開入信號接入監(jiān)控系統(tǒng)采用綜合告警,自身不具備故障記錄功能,導(dǎo)致事故動(dòng)作后分析判斷困難。

4 處理及防范措施

4.1 管理因素防范措施

(1) 加強(qiáng)規(guī)程規(guī)范學(xué)習(xí),嚴(yán)格落實(shí)“應(yīng)修必修、修必修好”的檢修原則和相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求,編制檢修項(xiàng)目、工藝標(biāo)準(zhǔn)等,強(qiáng)化過程管控和三級驗(yàn)收制度,確保檢修、技改質(zhì)量[7-9]。

(2) 強(qiáng)化人員崗位安全責(zé)任制落實(shí),嚴(yán)格執(zhí)行檢修、技改項(xiàng)目實(shí)施方案審查機(jī)制,項(xiàng)目方案未經(jīng)逐級審查簽字,嚴(yán)禁開工。嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目過程管理和三級驗(yàn)收制度尤其是針對二次系統(tǒng)的檢修、技改項(xiàng)目,必須細(xì)化線纜更換、拆除、新增等詳細(xì)的工作表單。

(3) 組織公司進(jìn)行不安全事件學(xué)習(xí),全面梳理歷次不安全事件反措執(zhí)行情況,再次下發(fā)整改,督促落實(shí)。立即成立隱患排查治理專班,全面排查機(jī)電設(shè)備、二次回路、控制邏輯等方面存在的安全隱患,逐一落實(shí)整改。

(5) 加強(qiáng)人員技術(shù)培訓(xùn)。結(jié)合公司人員業(yè)務(wù)技術(shù)水平現(xiàn)狀,針對性制定培訓(xùn)計(jì)劃,提高人員業(yè)務(wù)素質(zhì);完善培訓(xùn)考評機(jī)制,嚴(yán)格培訓(xùn)監(jiān)督、檢查、考核,確保培訓(xùn)工作取得實(shí)效。

(4) 規(guī)范技術(shù)管理。修訂標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書、圖紙、檢修規(guī)程等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),確保技術(shù)規(guī)程及技術(shù)資料與國家行業(yè)要求一致,并在審核通過后下發(fā)執(zhí)行。規(guī)范檢修、維護(hù)保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化管理,實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的過程監(jiān)督、檢查、考核[10]。

正確的臥位,是杜絕頭部壓瘡發(fā)生的關(guān)鍵。臥位要求,雙側(cè)去骨瓣者給予頭部仰臥位或U型枕交替使用;小腦手術(shù)者,給予完全健側(cè)臥位2小時(shí)和平臥位1小時(shí)交替進(jìn)行;一側(cè)去骨瓣者給予健側(cè)臥位和平臥位;頸項(xiàng)強(qiáng)直者臥位時(shí)米枕抵住,慢慢糾正。

4.2 技術(shù)因素防范措施

由于2號機(jī)組LCUPLC輸入信號公共端與保護(hù)PLC輸入信號公共端存在連接線,因此兩個(gè)系統(tǒng)存在電氣聯(lián)系,形成共用公共端。機(jī)組LCUPLC開入量模塊DI7第一個(gè)端子(開入信號公共端)存在經(jīng)可變電阻接地,該接地點(diǎn)為2014年濾水器控制系統(tǒng)改造期間遺留電纜,線纜另一側(cè)位于蝶閥層。受底層廊道環(huán)境潮濕影響,電纜芯對電纜鋼鎧、屏蔽層或大地形成帶電阻接地,接地電阻隨現(xiàn)場潮濕度增大而減小,當(dāng)接地電阻降低到滿足回路導(dǎo)通條件時(shí),形成接地點(diǎn);保護(hù)PLC開入量“機(jī)械液壓過速150%Ne”信號接線端子松動(dòng),運(yùn)行中因抖動(dòng)與設(shè)備外殼接地,形成第二個(gè)瞬時(shí)動(dòng)作的接地點(diǎn)。當(dāng)兩個(gè)接地點(diǎn)同時(shí)滿足條件時(shí),導(dǎo)致2號機(jī)保護(hù)PLC“機(jī)械液壓過速150%Ne”動(dòng)作,觸發(fā)保護(hù)裝置緊急事故停機(jī),其動(dòng)作原理如圖2所示。

其中nl是該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的層數(shù)，sl是第l層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)，第一項(xiàng)為輸入與輸出的均方誤差，表示網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的質(zhì)量，第二項(xiàng)為正則項(xiàng)，λ為權(quán)重，調(diào)節(jié)這兩項(xiàng)的比重。

(2) 研究計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)DC24V電源回路接地監(jiān)測的可行性,并擇機(jī)實(shí)施。

4.3 設(shè)備因素防范措施

(1) 施工難度較大的工作,應(yīng)送制定滿足施工條件的專項(xiàng)措施,確保施工質(zhì)量,完工后組織專項(xiàng)檢查驗(yàn)收。

(2) 聯(lián)系廠家對監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警信息時(shí)標(biāo)進(jìn)行檢查處理。

(3) 增加保護(hù)PLC開入信號上送機(jī)組LCU,將每一個(gè)動(dòng)作點(diǎn)獨(dú)立上送,便于事故動(dòng)作后的分析與判斷。

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中華文明根植于農(nóng)耕文化，鄉(xiāng)村是中華文明的基本載體。因此，弘揚(yáng)與傳承鄉(xiāng)村傳統(tǒng)文化，重塑鄉(xiāng)村文化生態(tài)是鄉(xiāng)村文化振興的應(yīng)有之義。一方面，發(fā)揮鄉(xiāng)村典型人物作用，結(jié)合農(nóng)耕文化蘊(yùn)含的優(yōu)秀思想、人文精神、道德規(guī)范，發(fā)揮農(nóng)耕文化凝聚人心、教化群眾、淳化民風(fēng)的重要作用，進(jìn)一步豐富和傳承優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。另一方面，把家庭教育、社會(huì)公德教育有機(jī)結(jié)合，以傳承良好家風(fēng)家訓(xùn)為平臺，弘揚(yáng)中華孝道精神，培育自尊自信、樂觀積極、向上揚(yáng)善的文化氛圍，廣泛開展星級文明戶、文明家庭、文明村寨等群眾性創(chuàng)建活動(dòng)，從而教育引導(dǎo)群眾遵守社會(huì)公序良俗，重塑良好的鄉(xiāng)村文化生態(tài)。

5 結(jié) 語

對熱工信號觸發(fā)保護(hù)裝置緊急事故停機(jī)事件進(jìn)行檢查分析得知,事故原因?yàn)?號機(jī)保護(hù)PLC“機(jī)械液壓過速150%Ne”動(dòng)作觸發(fā)保護(hù)裝置緊急事故停機(jī)。針對該問題從管理因素、技術(shù)因素、設(shè)備因素三個(gè)方面深入剖析,并執(zhí)行防范措施,保障了設(shè)備的安全可靠運(yùn)行,為后續(xù)研究提供有力參考。