一、 事故概況
2010年3月21日，某發(fā)電公司1、2號機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行（135MW）。19:51，2號機(jī)組突然跳閘，64A、B段失壓，廠用電快切裝置未動作，運(yùn)行人員手動搶合備用電源成功，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號高廠變A分支速斷動作”，“發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障”光字牌。19:53，1號機(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號機(jī)6kV母線上所帶電動機(jī)大多已跳閘，保護(hù)動作信息為“負(fù)序定時限保護(hù)”動作；2號爐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臺機(jī)組共設(shè)2臺高壓廠用變壓器和4段6kV工作段，每臺機(jī)組設(shè)兩段6kV工作母線，分別由對應(yīng)的1臺高壓廠用變壓器（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6kV工作母線段。
兩臺機(jī)組設(shè)1段6kV備用母線，由一臺高壓啟動/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2號啟備變充電運(yùn)行，6kV各工作段的備用電源開關(guān)正常時處于熱備用狀態(tài)，廠用電快切裝置投并聯(lián)自動切換方式。
2、6kV系統(tǒng)保護(hù)配置
???? 2臺高廠變低壓出線A、B分支保護(hù)配置如下：分支電纜差動保護(hù)，分支速斷過流保護(hù)和復(fù)合電壓過流保護(hù)。
6kV母線上電動機(jī)的保護(hù)配置如下：正序電流速斷、負(fù)序定時限、負(fù)序反時限、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、 試驗檢查情況
1、事故后對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)電動機(jī)保護(hù)裝置，短路時未動作，檢查動作記錄中只有“過熱告警”信號，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)加定值電流校驗保護(hù)出口正確，重復(fù)試驗3次無異常。判斷保護(hù)裝置接線正確，動作正常。
3、對2號爐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，為便于比較，對B排粉機(jī)電機(jī)柜內(nèi)CT也做了相同試驗。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。試驗接線為一次開路、二次加電壓，測量勵磁電流。從圖中曲線對比可見，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64B段廠用電快切裝置在2號機(jī)組“熱工保護(hù)”動作全停時，廠用電工作電源跳閘后，備用電源未自動切換原因進(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，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斷線報警”、“等待復(fù)歸”信號，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，會判定為母線電壓互感器電壓回路斷線，發(fā)出“斷線報警”信號，母線斷線報警信號存在時，裝置不會自行啟動切換。綜上所述，64B段工作電源跳閘后，備用電源未自動切換原因為：兩相金屬性短路引起6kV母線A、B相電壓低于“斷線報警”信號定值，裝置在此信號存在期間閉鎖了備用電源的切換。
5、檢查#2機(jī)組6kVA段、B段上電動機(jī)微機(jī)綜合保護(hù)動作記錄，在事故發(fā)生時刻均為“負(fù)序定時限”保護(hù)動作，延時0.5S（“負(fù)序定時限”保護(hù)整定延時為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，查閱保護(hù)動作記錄也無“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)鎖動作跳掉#2爐A排電機(jī)開關(guān)。
四、 事故分析及試驗結(jié)果分析
1、事故分析
通過試驗、檢查，結(jié)合故障錄波、事故追憶、DCS歷史曲線、保護(hù)和自動裝置的動作記錄，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，引起#2高廠變A分支速斷保護(hù)動作，延時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1.5S跳閘之前， 2段6kV母線上的電動機(jī)負(fù)序定時限保護(hù)均已啟動，其延時0.5S遠(yuǎn)小于廠變A分支速斷延時1.5S，先于分支速斷跳閘。兩臺循環(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)動作跳掉#1發(fā)變組出口開關(guān)，#1機(jī)組跳閘。
2、試驗結(jié)果分析
此次發(fā)生在6kV母線附近一臺電動機(jī)接線上的兩相短路，電機(jī)CT飽和引起保護(hù)拒動，造成事故擴(kuò)大發(fā)展到兩臺機(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。
五、 防范措施
1、對繼電保護(hù)和安全自動裝置所使用的CT，除按設(shè)計規(guī)程嚴(yán)格選型外，在更換后及機(jī)組大修時，必須做伏安特性試驗，得出拐點電壓，用拐點電壓計算出CT的實際準(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，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電動機(jī)負(fù)序定時限保護(hù)普遍存在動作時限整定較小，在母線及母線近區(qū)兩相短路時誤動、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)電動機(jī)不對稱故障時的短時允許值，合理整定動作時限，使其躲過母線及近區(qū)兩相短路時故障切除時間，以解決此種情況下的保護(hù)誤動問題，進(jìn)而提高機(jī)組安全運(yùn)行水平。