“9.26”某電廠全廠停電事件分析

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一、事件概述

2019年9月26日09:25，6kV輸煤B段07B皮帶電機啟動中故障絕緣為零，#1廠變1A分支零序過流I段動作，#1機6kV廠用分支電源進線開關跳閘並啟動快切成功，#1啟備變合閘於永久性故障跳閘，5001開關跳閘，某電廠#1機發變組程序逆功率保護動作，5011、5012開關跳閘，#1機組與系統解列；#2機組發變組程序逆功率保護，5021、5022開關跳閘，500kV#1M失電。11:20，#1啟備變恢復運行至13:08 6kV輸煤B段07B未發現故障再次啟動，啟備變跳閘，5001開關跳閘，500kV#1M失電，隔離故障點後，18:24，#1啟備變恢復運行正常。

二、事件前運行狀態

#1機組運行負荷為522MW,#2機組運行負荷為490MW，500kV第一串5011、5012、5013開關合環運行，500kV第二串5021、5022、5023開關合環運行，5001開關運行，普換甲線、普換乙線運行，#1M、#2M母線運行。#1、#2高廠變帶6kV廠用1A/1B、2A/2B段運行，#1啟備變運行狀態。

圖1：事件發生前

圖2：事件發生後

三、事件經過

序號

事件時間

相關設備

保護動作情況

1.

09:25:37

6kV輸煤7B皮帶機開關

皮帶機運行中，零序I段保護動作告警，6kV輸煤B段母線失電後，低電壓保護延時9sec動作，開關跳閘

2.

09:25:37.905

6kV-1A段母線工作電源開關611

#1變壓器保護A/B屏A1分支零序過流I段動作，廠變A分支出口開關（6kV-1A段母線工作電源開關611）跳閘，啟動A分支快切

3.

09:25:38.614

6kV-1A段母線備用電源開關6110

#1機6kV A分支快切裝置啟動，合#1啟備變低壓A分支出口開關（6kV-1A段母線備用電源開關6110）成功，6kV-1A段母線由工作電源切換至備用電源供電

4.

09:25:38.217

#1啟備變三側開關

#1啟備變保護A/B屏低壓B側零序過流I段動作，發1B分支開關跳閘信號（實際6120在分閘位），故障點未隔離

5.

09:25:38.717

#1啟備變三側開關

#1啟備變保護A/B屏低壓B側零序過流II段動作，“變壓器三側開關跳閘”出口，#1啟備變5001開關、低壓側1A分支開關6110跳閘，#1啟備變失電，閉鎖快切裝置，6kV-1A段母線失電

6.

09:26:38.738

#1機組

1A/C/E磨煤機和1A送風機、1A一次風機失去出力，#1機組熱控保護MFT動作，主汽門關閉，#1發電機保護A/B屏程序逆功率保護動作，#1機組5011、5012開關、發電機滅磁開關、廠變B分支側開關（6kV-1B段工作電源開關612）跳閘，500kV第一串解環，#1機組跳閘，#1機組6kV-1A段、1B段母線失電。

7.

09:25:40

2A/2B循環水泵

2A、2B循環水泵出口液控蝶閥油站動力電源失電並保持關閉信號，運行中的2A循環水泵出口蝶閥開始關閉；9：26：11，2B循環水泵低水壓聯鎖啟動成功，因出口蝶閥關閉信號自保持導致蝶閥未能打開，9：28：48跳閘；9：27：01，因出口蝶閥完全關閉，運行中的2A循環水泵跳閘；9：29：37，運行強啟2A循環水泵成功，因出口蝶閥關閉信號自保持導致蝶閥未能打開，#2機組循環水失壓。

8.

09:30:15

#2機組

為保護汽輪機和凝汽器，#2機組運行人員手動MFT停運機組，主汽門關閉，#2發電機保護A/B屏程序逆功率保護動作，#2機組5021、5022開關、發電機滅磁開關、廠高變低壓A/B側分支開關全部跳閘，500kV第二串解環，500kV #1M失電，6kV 2A/2B段母線失電。

9.

9:35-14:30

6kV-1A段母線

6kV-1A段工作電源開關611、備用電源開關6110、1A段母線逐一轉檢修，查找母線接地故障，檢查無異常，一次系統絕緣全部正常，逐一恢復備用。

10.

09:58:08

50216隔離開關

#2機組轉備用

11.

10:00:49

50116隔離開關

#1機組轉備用

12.

10:11:45

5022開關

5022開關合閘。

13.

10:17:13

5021開關

5021開關合閘，500kV第二串合環，500kV #1M覆電。

14.

11:00:12.944

5021、5022開關

#2機非電量保護屏“主變冷控失電超過90分鐘”保護動作，5021、5022開關跳閘，500kV第二串解環，500kV #1M失電

15.

11:17:08

5012開關

5012開關合閘。

16.

11:19:00

5011開關

5011開關合閘，500kV第一串合環，500kV #1M覆電。

17.

11:31:55

5001開關

5001開關合閘，#1啟備變覆電。

18.

11:30-12:10

#1啟備變低壓側1B、2A、2B分支開關

#1啟備變低壓側1B、2A、2B分支開關合閘，6kV-1B段、6kV-2A段、6kV-2B段、輸煤6kV-A段、輸煤6kV-B段母線逐一覆電。（6kV-1A段母線已經轉檢修）

19.

12:04:36

5021開關

5021開關合閘。

20.

12:06:38

5022開關

5022開關合閘，500kV第二串合環。

21.

13:08:58

6kV輸煤7B皮帶機開關

輸煤運行人員啟動皮帶機，7B皮帶機開關合閘，零序I段動作告警，在6kV輸煤B段母線失電後，低電壓保護延時9sec動作，開關跳閘

22.

13:08:59.077

#1啟備變三側開關

#1啟備變保護A/B屏低壓B側零序過流I段動作，1B分支開關6120、2B分支開關6220跳閘，6kV-1B段、6kV-2B段母線失電。

23.

13:08:59.577

#1啟備變三側開關

#1啟備變保護A/B屏低壓B側零序過流II段動作，“變壓器三側開關跳閘”出口，#1啟備變5001開關、低壓側1B分支開關6120、2A分支開關6210、2B分支開關6220跳閘，#1啟備變失電，6kV-1B段、2A段、2B段母線失電。

24.

13:30-16：10

6kV輸煤7B皮帶機開關

開關轉檢修，解電纜，最終確定電機內部永久接地故障，三相繞組對地絕緣為零；發現零序保護未動作跳閘原因是零序保護定值仍為調試定值，未變更為正式定值，重新設定定值，保護裝置一次通流檢驗正確。檢修狀態未恢復。

25.

16:30-19:50

輸煤#1/2路電源開關

開關轉檢修，保護裝置一次通流檢驗，處理零序保護未動作，發現保護定值計算錯誤，重新整定定值，糾正完成。

26.

14:57:03

50012隔離開關

50012隔離開關分閘，#1啟備變轉檢修，處理低壓分支保護與一次不一致問題，發現低壓側A/B分支繞組中性點套管至接地電阻箱的一次電纜接反，採取調換二次電纜方式整改，一次通流檢查檢驗正確，糾正完成。

27.

17:26:37

50012隔離開關

50012隔離開關合閘，#1啟備變轉備用

28.

18:26:48

5001開關

5001開關合閘，#1啟備變覆電

29.

18:28-19:25

#1啟備變低壓側1A

、1B、2A、2B分支開關

#1啟備變低壓側1A分支開關6110、1B分支開關6120、2A分支開關6210、2B分支開關6220逐一合閘，6kV-1A段、1B段、2A段、2B段母線覆電。

30.

20:00

輸煤#1/2路電源開關

輸煤#2路電源開關、輸煤6kV聯絡開關逐一合閘，輸煤6kV-B、A段母線逐一覆電正常。

四、原因分析

1、6kV輸煤7B皮帶機電機內部發生永久接地故障，是本次事件的起點。

1）解開電纜和電機解體檢查，確認6kV 07B皮帶電機內部有放電痕跡，繞組對地絕緣為零，為永久接地故障。

2、6kV輸煤B段07B皮帶6kV開關零序保護定值與正式版定值單不一致，造成零序保護動作僅報警，未動作於跳閘，是先後兩次擴大事件的第一原因。

1）零序保護報警動作兩次，動作時間均與#1機組變壓器保護廠高變低壓分支零序I段、#1啟備變低壓側分支零序I段、6kV-1A母線PT綜合保護裝置接地保護、6kV-2A母線PT綜合保護裝置接地保護的動作時間一致。

2）檢查發現，零序保護定值與正式版定值單不一致。進一步核查，發現2018年12月正式版定值單下發給維護單位後，運維單位未進行保護定值修改，電廠生產技術部電氣專業工程師未跟蹤保護定值修改情況，導致6kV輸煤系統定值不正確，零序保護未投入跳閘。

保護裝置定值為調試定值（投告警） 正式版定值單（投跳閘）

3、根據設計，輸煤6kV聯絡開關和輸煤6kV母線進線電源開關未配置零序保護。

4、輸煤6kV電源#1/2饋線開關零序保護整定錯誤，造成零序保護未動作，是擴大事件的第二原因。

經檢查保護裝置定值設定與定值單一致，但在零序CT一次通流試驗中，保護裝置無採樣輸出，進一步檢查發現該保護裝置為線路型，零序電流產生方式有專用控制字以選擇“自產”或“外加”方式，保護計算人員（西北調試所）錯誤整定在“自產”方式，造成保護定值300A（二次值0.6A，CT變比500：1）遠高於實際故障電流88A（二次值1.76A，CT變比50：1），零序保護未能正確啟動。

保護定值單截圖

5、雖然#1機組變壓器保護廠高變低壓分支零序I段保護正確動作、6kV-1A段母線工作電源開關611正確跳閘，但未閉鎖快切裝置，造成快切裝置啟動，6kV-1A段母線備用電源開關6110合閘在永久接地故障上，是擴大事件的第三原因。

1）09:25:37， #1變壓器A/B屏高廠變A1分支零序過流I段動作，#1機6kV開關工作電源進線開關跳閘，並啟動#1機6kV 1A段快切。（動作電流：0.754A,動作時間699ms），零序CT變比：50/1A,動作正確。

2）經查，保護計算人員（西北調試所）未按相關規程規定整定，未配置低壓零序I段動作閉鎖快切裝置的功能，造成快切裝置誤啟動，#1啟備變低壓A分支出口開關（6kV-1A段母線備用電源開關6110）合閘在永久接地故障上。

#1機組變壓器保護定值單截圖

6、09:25:38.614，#1機組A分支快切裝置切換成功，6kV-1A段母線由工作電源切換至備用電源供電。

#1機組快切裝置動作記錄

7、09:25:38.217和13:08:59.077，#1啟備變保護低壓B分支零序I段、零序II段保護兩次誤啟動，是造成#1啟備變5001開關跳閘、全廠6kV備用電源全部失去的根本原因。

1）經查，是#1啟備變低壓側A/B分支中性點與A/B分支中性點接地電阻箱的一次連接電纜接反（O1接至B分支接地電阻箱，O2接至A分支接地電阻箱），造成#1啟備變低壓側A/B分支零序保護與低壓側A/B分支一次接線不一致。

2）09:25:38.717，在A分支接地故障下，#1啟備變保護裝置B分支零序I段誤動作，未能切除故障，進一步造成#1啟備變保護B分支零序II段動作、“變壓器三側開關跳閘”出口，5001開關、6110開關跳閘，#1機組6kV-1A段母線失電，全廠6kV備用電源全部失去。

#1啟備變低壓側零序保護定值

3）13:08:58，6kV輸煤7B皮帶機開關合閘在永久接地故障上；13:08:59.077，#1啟備變保護A/B屏低壓B側零序過流I段動作，1B分支開關6120、2B分支開關6220跳閘，6kV-1B段、6kV-2B段母線失電，但未能切除A分支的永久接地故障，進一步造成#1啟備變保護B分支零序II段動作、“變壓器三側開關跳閘”出口，#1啟備變5001開關、低壓側1B分支開關6120、2A分支開關6210、2B分支開關6220再次跳閘，#1啟備變、6kV-1B段、2A段、2B段母線再次失電，全廠6kV備用電源再次全部失去。

8、因#1機組6kV-1A段失電，#1機組6kV A/C/E磨煤機和A一次風機、A送風機，A汽機變、A鍋爐變失電，鍋爐失去一半燃料和風，鍋爐爐膛負壓迅速由140Pa下降到-1247Pa，鍋爐燃燒失穩引起MFT正確動作，汽輪機主汽門關閉，啟動#1發電機A/B屏程序逆功率動作，發電機滅磁開關、5011開關、5012開關同時跳閘。

9、因#1機組6kV-1A段失電、A汽機變失電，運行中的2A循環水泵出口液控蝶閥就地控制櫃動力電源1失電、延時2s切換至電源2，動力電源1電壓監視繼電器失電關閉蝶閥，因廠家設計有自保持迴路導致延時2s切換至動力電源2時，蝶閥關閉信號自保持，2A循環水泵出口蝶閥持續關閉，9：26：11，2B循環水泵低水壓聯鎖啟動成功，因出口蝶閥關閉信號自保持導致蝶閥未能打開，9：28：48跳閘；9：27：01，因出口蝶閥完全關閉，運行中的2A循環水泵跳閘；9：29：37，運行強啟2A循環水泵成功，因出口蝶閥關閉信號自保持導致蝶閥未能打開，#2機組循環水失壓。

經查，廠家設計有誤，循環水泵出口蝶閥就地控制櫃默認動力電源1為主電源，設置電壓監視繼電器，以實現主備切換，但誤設計自保持迴路，造成關閉信號保持，不能再次啟動蝶閥。

10、#2機組循環水系統失壓，為保護汽輪機和凝汽器，#2機組運行人員手動MFT停運機組，主汽門關閉，#2發電機保護A/B屏程序逆功率保護動作，#2機組5021、5022開關、發電機滅磁開關、廠高變低壓A/B側分支開關全部跳閘，500kV第二串解環，500kV #1M失電，6kV 2A/2B段母線失電。

11、11:00:12.944，#2機非電量保護屏“主變冷控失電”保護超過90分鐘動作，5021、5022開關再次跳閘，500kV第二串解環，500kV #1M失電。

原因是電廠運行人員忙於機組跳閘後的熱力系統調整，沒有按運行規程要求將#2機非電量保護屏“主變冷控失電”保護出口壓板解除，造成#2機非電量保護屏“主變冷控失電”保護超過90分鐘動作，5021/5022開關再次跳閘，因第一串5011、5012開關尚未合環，500kV #1M再次失電。

小結

結合本次事件系統簡圖分析，9:25，因6kV輸煤B段07B皮帶電機運行中發生永久接地故障，由於保護定值未按定值單整定，造成該電機6kV開關零序保護未動作，上級開關輸煤#1路電源開關零序保護因定值整定錯誤導致保護未能正確動作，造成 #1主變保護A/B屏廠變A1分支零序過流I段動作，雖快切成功，但因故障未切除，進一步造成#1啟備變保護A/B屏動作:低壓B側零序過流I段動作；低壓B側零序過流II段動作，5001開關跳閘。

11:27，恢復500kV #1M和#1啟備變供電後，因現場需要恢復#1機6kV1B段、#2機6kV 2A段、#2機6kV 2B段，#1機6kV 1A段未恢復送電，此時，未發現輸煤系統故障情況下，通過#2機2A段6kV輸煤#2路電源向輸煤6kV #1/#2段母線送電運行（經聯絡開關並列運行）。

13:08:59.577 ，運行人員在再次啟動6kV輸煤B段07B皮帶電機運行時，合閘在永久接地故障上，由於保護定值未按定值單整定，造成該電機6kV開關零序保護未動作，上級開關6kV輸煤#2路電源開關零序保護因定值整定錯誤導致保護未能正確動作，造成 #1啟備變保護A/B屏動作:低壓B側零序過流I段動作；低壓B側零序過流II段動作，5001開關再次跳閘。

圖：本次事件廠用系統一次接線簡圖

六、暴露問題

1、 工程設計方面問題：

1）1A、1B、2A、2B循環水泵液控蝶閥廠家（北京閥門總廠股份有限公司）配套就地控制櫃電源切換裝置選型不當，切換時間超過2s，主備切換模式不合理，錯誤設置主電源電壓監視繼電器自保持，不僅造成液控蝶閥動力電源切換過程中失電，同時造成失電後保持蝶閥關閉指令不能復歸。

2）1A、1B、2A、2B循環水泵液控蝶閥就地控制櫃雙電源的主電源、備電源電源設置與機組不一致，是工程設計單位（中能建廣東省電力設計研究院）未按設計規範設計造成，設計監理單位（中能建西南電力設計院）審核設計未發現此問題。

3）未設置廠高變低壓側零序I段動作閉鎖快切裝置的功能，是繼電保護整定計算單位（中能建西北電力試驗研究院）未按規範設置造成，建設單位（某電廠工程部）審核繼電保護整定計算也未發現此問題。

4）6kV輸煤#1路電源開關、6kV輸煤#2路電源開關的零序I段保護整定錯誤，是繼電保護整定計算單位（中能建西北電力試驗研究院）錯誤採用大變比的主CT（500/1A）自產零序電流，未使用開關自帶零序CT（50/1A），導致零序I段保護不能正確動作、進一步擴大事故，建設單位（某電廠）審核繼電保護整定計算也未發現此問題。

5）工程設計階段，電廠專業人員業務能力差、參與度不夠，沒有對液控蝶閥等設備的控制邏輯開展有針對性的評審，在圖紙會審、方案會籤或審批時不能有效發現設計缺陷。

2、 工程安裝方面問題：

1） #1啟備變低壓側A/B分支中性點套管至接地電阻櫃的一次電纜接線錯誤，是安裝施工單位（中能建安徽電建二公司）未按變壓器廠接線要求施工。

2）重要設備安裝過程中，電廠專業人員未能按照要求進行現場“旁站”監督，指導施工人員按圖施工。

3、 工程驗收方面問題：

1） #1啟備變低壓側A/B分支中性點套管至接地電阻櫃的一次電纜接線錯誤，原因是安裝施工單位（中能建安徽電建二公司）質量自檢、工程監理（上海斯耐迪工程諮詢有限公司）質量驗收、建設單位（某電廠）質量驗收等各環節質量驗收不到位。

4、 工程調試方面問題：

1）1A、1B、2A、2B循環水泵液控蝶閥就地控制櫃雙電源切換裝置的調試，安裝調試單位（中能建安徽電建二公司）僅在蝶閥未啟動狀態進行調試，未能發現電源切換過程中保持蝶閥關閉指令不能復歸的問題。

2）電廠專業工程師調試期未能深入調試現場，專業技能水平不夠，未能按照相關行業、國家標準或規範嚴格驗收，履職不到位。

5、 保護定值管理方面問題：

1）6kV輸煤07B皮帶機開關保護定值未由調試定值更新至2018年12月發佈的正式版定值，導致零序保護僅投信號，造成越級跳閘，是運維單位（陝西西北發電檢修有限責任公司，2019年5月已經終止合同離開）收到正式版定值單後未開展定值核對，是某電廠繼電保護監督管理不到位的問題，未發現保護定值未更新的問題。

2）2019年度繼電保護定值核查工作沒有及時完成，事件發生前，僅完成500kV系統和#1機組發電機變壓器保護、#1機組6kV設備保護、#2機組6kV設備保護的定值核對工作，尚有#2機組發電機變壓器保護、輸煤6kV設備保護等定值核查工作未開展，是某電廠繼電保護監督管理不到位的問題。

3）電廠保護定值管理部門對保護定值工作不重視，未能按照電廠《保護定值管理辦法》及技術監督相關要求開展2019年度繼電保護定值和計算書校核工作，是某電廠繼電保護監督管理不到位的問題。

4）雖然電廠保護定值管理部門對保護定值計算書和定值單進行了審核，但是由於專業人員技能水平不高，未能及時發現其中存在的問題。

6、 運行管理方面問題：

1）事故處置過程中，電廠值長未及時安排人員按照機組停運保護壓板投退單進行#1主變、#2主變冷控失電壓板退出的工作，造成#2機非電量保護屏“主變冷控失電”保護超過90分鐘動作，導致5021、5022開關跳閘，500kV #1M失電，是電廠值長事故處理指揮不到位的問題。

2）運行人員業務技能不足，應急處置能力不足，未能準確分析和判斷故障點，在未完整收集故障處置信息的情況下，急於向調度申請#1啟備變覆電，造成再次跳閘。

3）運行人員培訓工作不到位，雖然對每次培訓效果均開展了評價工作，並將評價結果和個人績效掛鉤，但培訓效果仍低於預期。

7、生產管理暴露問題：

“9.26”某電廠全廠停電事件在南網區域造成了極其嚴重的負面影響，事件的發生絕非偶然，暴露出了某電廠自基建期以來生產管理方面存在的諸多問題，總體有以下幾點：

1）各級生產管理人員思想上不重視，基建期、生產期對各種規範，標準及生產管理制度執行不到位，生產管理流程未有效理順；

2）調試、生產期間質量監管缺失，專業技術人員履職不到位，執行力不強；

3）對上級單位各階段的檢查發現的問題和隱患未引起足夠重視，落實整改措施不力，沒有完全按照整改要求及時閉環；

4）生產人員配置不齊全，技術力量極其薄弱，尤其電氣專業未合理配置技術帶頭人，造成基礎工作落實不紮實，在專業技術管理上存在監管盲區；

5）各生產部門職責，各崗位責任不明確，設備管理範圍劃分不合理，存在互相推諉扯皮，管理真空地帶；

6）工作中急於求成，過度追求速度，存在超出規則之外的做法，造成一些不好的後果；

7）人才培養手段不夠豐富，效果差，未能有效與事故預想、應急演練緊密結合，短時間無法培養出所需要的人才，主要崗位人員離職，嚴重影響生產正產開展；

8）核心生產管理制度發佈比較遲，《保護定值管理辦法》2019年5月才發佈執行，導致很多必須開展的重要工作未來得及開展。

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