0 引言

大型火力发电厂中，励磁系统是发电机组的重要组成部分，在电能转换过程中起着至关重要的作用，其附属设备冷却风扇是系统的关键设备之一，而励磁系统冷却风扇全停是触发励磁系统故障跳机的条件之一^[1-3]。本文对某火力发电厂600 MW机组运行期间因励磁系统冷却风扇故障触发机组联跳事件进行分析，并制定处理措施，为机组稳定连续运行奠定基础。

1 设备概况

某火力发电厂600 MW直接空冷机组发电机配备1台ZLDC9-2200/20/ /0.88型户内单相干式励磁变压器，其U、V、W三相每相各配置4个冷却风扇，单个风扇额定功率为260 W，由汽轮机MCC-A段和MCC-B段双电源供电，采用380 V交流电源，两路电源共同引入励磁系统双电源切换装置，运行时可进行双电源切换。

机组配备A、B、C 3台给水泵，机组负荷大于450 MW时，A、B给水泵同时运行，C给水泵泵备用；机组负荷小于450 MW时，为节能降耗，只运行A给水泵，B、C泵备用。机组A、B、C给水泵由10 kV母线A、B段接带，汽轮机变压器下接汽轮机PC-A段、PC-B段，汽轮机PC-A段、PC-B段分别下接MCC-A、MCC-B段。

机组投入运行后，励磁变压器及其冷却风扇各项运行参数一直正常，各工况下均处于稳定状态，未发生任何异常情况。

2 故障经过

某日，机组开始升负荷操作，负荷由400 MW升至450 MW时需启动B给水泵，在启动B给水泵过程中机组发生跳闸故障。励磁系统控制器故障记录分别为129Alarm、122Alarm、115Alarm、254Alarm、253Alarm、255Trip、110Trip、85Trip，对应故障信息为：

129Alarm—3号桥1号风机停转20 s；

122Alarm—2号桥1号风机停转20 s；

115Alarm—1号桥1号风机停转20 s；

254Alarm—多桥系统的3号桥脉冲放大器退出；

253Alarm—多桥系统的2号桥脉冲放大器退出；

255Trip—故障桥数已超过冗余桥的数量，并产生系统跳闸信号；

110Trip—通过非正常流程停机；

85Trip—励磁装置没有运行，并网开关已闭合（先励磁系统跳闸，后发信号至发变组非电量保护执行跳并网开关，故此时并网开关还未分闸）。上述报警和跳闸顺序正常。

3 原因分析

经初步分析，认为励磁系统故障是由于励磁系统冷却风扇故障导致的（励磁系统的保护逻辑是冷却风扇电源失电，延时7 s触发励磁系统故障）。随后检查励磁系统顶部3组冷却风扇，未见异常；检查励磁系统3组电源空气开关，发现3组电源空气开关进线相间电压均为0 V，且3组空气开关均无跳闸现象，判断励磁系统故障的原因为冷却风扇失电。

检查励磁系统双电源切换装置，发现接触器切换机构处于中间位置，输出端子相间电压为0 V。判断原因为双电源切换时机构卡在中间位置，造成冷却风扇电源无输出，风扇失电，导致励磁系统故障跳闸。

调取DCS事件记录，机组启动A给水泵，汽轮机PC-A段电压由409.99 V降至339.65 V，而双电源切换装置失压切换定值为85%U_n（340 V），可以确定双电源因PC-A段电压降低导致保护动作而进行了切换。

进一步分析认为，双电源切换控制器采集电压降低后触发切换电磁线圈，电磁电线圈带电后带动切换接触器执行机构进行切换，而切换装置因执行机构卡死（切换触头卡在中间位置）未及时切换至MCC-B段，从而导致励磁系统冷却风扇供电中断。

4 处理措施

检查切换接触器执行机构，并对齿轮部分使用润滑脂润滑，处理完毕后进行3次切换试验，切换均正常^[4-6]。

核对切换装置控制器的切换时间以及失压定值，为保证在启动给水泵时电压降低且主路电源不触发切换，将原主路断电后延时切至备路时间由1.5 s改为3 s^[6-8]；主路低电压定值由85%U_n（340 V）改为75%U_n（300 V），设置完毕后进行2次切换试验（手动计时为3 s），切换均正常。

5 暴露的问题及整改措施 5.1 问题

（1）对励磁系统双电源切换装置机械部分的检查和维护保养不到位。

（2）对励磁系统双电源切换装置控制器的切换时间和失压定值未进行校验。

（3）对大容量转机启动时可能会引起低电压造成负荷跳闸的情况及影响程度认识不清。

5.2 整改及预防措施

（1）对全厂双电源装置进行全面普查，包括装置型号、切换原理、电压及时间定值等，对存在安全隐患或定值不合理的装置提出整改意见和预防措施；利用停机机会对1号、2号机组励磁系统双电源切换装置进行切换时间及主路失压切换定值校核。

（2）对全厂低压变压器分接头的位置进行统计，并在不同负荷（主要是无功功率最大和最小工况）时，统计全厂高压及低压配电段的母线电压，为下一步调整低压变压器分接头提供数据依据。对于母线电压较低、启动给水泵对重要设备有影响的配电段，适当调整低压变压器调压分接头位置。

（3）完善励磁系统风扇电源切换信号远传功能，保证1号、2号励磁系统风扇双电源发生切换动作时能被运行人员及时发现，在DCS相应画面增加电源切换信号及事件记录。

（4）针对励磁双电源切换系统的重要性及该设备的使用年限较长等情况，利用停机机会对该类型双电源切换装置进行维护保养，并进行低电压传动。同时要考虑将双电源切换装置更换为与现场实际情况配套、可靠性高的设备。

（5）加强运行及检修人员的培训工作，要求了解励磁双电源切换系统的重要性，熟悉并掌握装置型号、切换原理、电压及时间定值以及保护功能。

6 结语

某火电厂600 MW机组发电机励磁系统故障触发机组联跳事件表明，励磁系统冷却风扇执行机构卡涩会造成十分严重的后果，建议同类型机组应积极开展励磁系统双电源切换装置切换时间及主路失压切换定值校核、适当调整低压变压器调压分接头位置、完善励磁系统风扇电源切换信号远传功能等工作，以保证励磁系统及机组的安全稳定运行。