大金坪电站2F机组调速器压油装置事故低油压动作故障分析与处理

大金坪电站2F机组调速器压油装置事故低油压动作故障分析与处理

任更跃

四川松林河流域开发有限公司，四川雅安，625400

摘要：2015年05月12日21:11:42，大金坪电站2F机组压油装置1#油泵启动导致事故低油压压力开关抖动，水机保护回路事故低油压动作，机组事故停机，事故低油压故障信号127毫秒后自动复归。

关键词：事故低油压；抖动

前言

大金坪水电站位于四川雅安市石棉县境内的松林河上，是一座湾坝河、洪坝河联合引水式电站。三台混流式水轮发电机组，总装机容量129MW，2007年三台机组相继并网发电。

调速器压油装置压力开关采用美国UE H100-705，压油装置控制系统产自四川卓越科技有限公司，机组LCU等监控系统采用南瑞NC2000系统。该系统自投产以来运行情况良好，压力开关按正常校验周期进行校验，当校验不合格时进行更换，未强制定期更换新的压力开关。

2015年05月12日21:11:42，2F机组水机保护回路紧急停机动作，机组事故停机。

一、事故前运行方式

1、220kV洪金线、金石线运行、1B、2B主变运行。

2、1F机组停机备用、2F机组带38 MW负荷运行，3F机组停机备用。

3、41B带400VⅠ段、42B带400VⅡ段分段运行，431DL冷备用，柴油发电机备用。

二、故障现象:

1、上位机报“大金坪2F机组压油装置油罐压力异常动作、大金坪2F机组压油装置事故低油压动作、大金坪2F机组保护回路紧急停机动作、大金坪2F机组调速器紧急停机电磁阀动作、大金坪2F机组水轮机转速超过115%Ne、大金坪2F机组水轮机电气转速超过140 %Ne、大金坪2F机组水轮机机械转速超过140 %Ne”。

2、2F机组运行声音增大，2DL跳闸，甩38MW负荷停机。

三、前期检查情况：

1、检查监控系统上位机简报，主要简报信息如下：a、 大金坪2F机组压油装置油罐压力异常动作；b、大金坪2F机组压油装置事故低油压动作；c、大金坪2F机组水机保护回路紧急停机动作”；d、大金坪2F机组压油装置油罐压力过低动作（MB+）；e、大金坪2F机组压油装置事故低油压动作（MB+）；f、大金坪2F机组调速器压油装置1#油泵运行动作；g、大金坪2F机组紧急停机电磁阀动作；h、大金坪2F机组电气（机械）事故停机动作。

2、检查历史记录：a、21:11:42跳闸时2F机组调速器压力值为3.57MPa（为该时段油压最低值）；b、21:11:46压油装置控制屏自动启动调速器1#油泵，并顺利将压力打至额定停泵压力4.0MPa；c、查看事故前20分钟油压曲线平滑，油泵启动前油压值缓慢降低，油泵启动，油压值显示正常；d、事故发生127毫秒后，事故低油压故障信号自动复归，在故障发生至故障自动复归期间油罐压力值未发生变化。

3、调速器压油装置控制屏显示器故障报警“事故低油压动作”，“油罐压力异常”，控制屏面板“事故低油压”“油罐压力异常”等指示灯亮，手动复归后故障指示灯熄灭。

4、检查相关图纸资料及PLC程序：a、压油装置事故低油压故障判断条件采用压力开关的开关量和压力传感器的模拟量相结合的方法；b、事故低油压压力开关通过硬接线接入压油装置控制屏PLC开入回路，压油装置控制屏PLC接收到开入量“事故低油压动作”信息后开出动作信号，通过“事故低油压”开出继电器分别将信号接入机组LCU A1屏的开入量DI62测点和A2屏的水机保护回路，启动事故停机流程；c、压油装置控制屏PLC内部时间无延时，LCU A1屏PLC程序内接收到“事故低油压”信号后有1S延时，水机保护回路无延时功能；d、油泵停泵压力为4.0MPa、启主泵压力为3.6MPa、启备泵压力为3.4MPa、事故停机压力为3.0MPa。

四、分析判断及后续检查试验：

1、上位机监控系统“2F机组压油装置油压”历史曲线平滑，无卡顿现象，可判断调速器油压装置油压显示值真实无异常（最低值为3.57MPa），可排除压油装置PLC、机组LCU PLC、上位机监控系统程序卡死，导致数据无法及时刷新，实际油压降低至事故低油压动作值3.0MPa，引起事故低油压压力开关动作的可能。

2、压油装置控制屏PLC通过硬接点和通信同时开出 “事故低油压”信号，排除了压油装置控制屏至监控系统LCU屏接线回路干扰、监控系统LCU继电器误动或水机保护回路继电器误动导致事故发生的可能。同时检查压油装置事故低油压开出继电器至LCU A1屏的开入量DI62测点和LCU A2屏的水机保护事故低油压回路，两条回路接线正确，无寄生回路等，可以判断压油装置PLC真实开出事故低油压动作信息。

3、压油装置控制屏通过硬接点开出两个事故低油压信号，分别至LCU A1屏的开入量DI62测点和LCU A2屏的水机保护回路，检查两条回路接线正确，无寄生回路。a、压油装置控制屏PLC接收到开入量“事故低油压动作”信息后PLC程序直接开出故障动作信号，PLC内部时间无延时；b、LCU开入量DI62测点在机组PLC程序中设置有1S延时，即：该接点动作1S以上才判断为真实信号，机组LCU PLC开出事故流程，否则判断该信号为跳变的假信号，事故流程不动作。事故低油压动作后127毫秒，事故低油压故障自动复归，故机组LCU程序中的事故停机流程正确未动作；c、水机保护回路是硬接线与继电器配合，无法设置信号延迟，故压油装置控制屏开出“事故低油压动作”信号后直接走水机保护回路，机组动作于事故停机，与“大金坪2F机组水机保护回路紧急停机动作”等的报警信息吻合。可判断压油装置真实开出“事故低油压动作”信号。

4、检查压油装置控制屏内部接线，未发现开入量“事故低油压”动作回路有寄生回路。检查整个屏柜开关量开入、开出接线正确，无接线松动，实测动作信号均正常，无误动信号出现。排除了“压油装置油罐压力异常动作”等信号动作导致“事故低油压”动作的可能，同时，“事故低油压动作”是“压油装置油罐压力异常动作”的判断条件之一，故可以判定“事故低油压”动作导致“压油装置油罐压力异常”动作。

5、“事故低油压动作”信号4S后 “压油装置1#油泵启动”，实测“主泵动作”压力开关接点动作后对应油泵开始启动，4S后油泵卸载阀动作，压油装置油泵运行指示灯亮，油泵动作信号上送监控，可以判断1#油泵真实启动和事故低油压动作时间吻合。分析的可能有a、“主泵动作” 信号与“事故低油压”动作信号回路接线错误或者有寄生回路，导致事故低油压回路误动作；b、1#油泵启动时震动较大，导致事故低油压压力开关瞬时抖动，共振消失后故障自动复归。

现场检查启主泵回路和事故低油压回路接线均正确，无寄生、串联回路，同时多次进行模拟试验a、将油压降至启泵值，油泵启动正常，未出现“事故低油压”动作的情况；b、开关量控制压油装置事故低油压时，进行模拟试验，当真实压力值降至3.0MPa时，压力开关真实动作。判断1#油泵启动和事故低油压接点闭合同时动作，1#油泵启动瞬间震动较大，导致事故低油压压力开关接点瞬时抖动，事故低油压回路接通，压油装置开出“事故低油压动作”信号，水机保护回路瞬间动作于机组事故停机。

6、2F机组停机状态下， 瞬时按下“事故低油压”压力开关动作接点后,“事故低油压”动作于事故停机，事故停机流程启动，事故低油压故障自动复归。检查上位机及现地报警信息与5月12日21时11分42秒的事故信息吻合。

综上所述，故障原因判断为：2F机组压油装置1#油泵启动瞬间震动过大，导致事故低油压压力开关接点瞬时抖动，事故低油压回路接通，压油装置开出“事故低油压动作”信号，机组LCU正确不动作，水机保护回路动作于事故停机，2F机组事故停机。

五、采取的预控措施

1、压力开关只进行了定期检验，但该压力开关已运行多年，健康状况有所下滑，故将事故低油压压力开关更换为新的校验合格的压力开关，并调整动作值至3.0MPa。

2、2F机组调速器压油装置控制屏PLC程序中增加事故低油压动作延时1S判据。

六、后续运行情况：

2015年5月13日2F机组开始投入运行，运行状况良好，未再发生“事故低油压”动作的情况。

作者简介：

任更跃（1985 --），男，河南南阳人，工程师、水电自动装置检修工（技师），本科，从事水电站电气检修、维护工作13年。