一、 事故概況
2010年3月21日，某發(fā)電公司1、2號機組滿(mǎn)負荷運行（135MW）。19:51，2號機組突然跳閘，64A、B段失壓，廠(chǎng)用電快切裝置未動(dòng)作，運行人員手動(dòng)搶合備用電源成功，光字牌首出“低真空保護停機”，電氣出“熱工保護”，“64A段PT直流回路斷線(xiàn)”，“64B段PT直流回路斷線(xiàn)”，“2號高廠(chǎng)變A分支速斷動(dòng)作”，“發(fā)電機勵磁系統故障”光字牌。19:53，1號機組跳閘，廠(chǎng)用電快切成功，光字牌首出“低真空保護停機”。
就地檢查發(fā)現2號機6kV母線(xiàn)上所帶電動(dòng)機大多已跳閘，保護動(dòng)作信息為“負序定時(shí)限保護”動(dòng)作；2號爐A排粉機電機接線(xiàn)盒處冒煙，有明顯焦糊味，接線(xiàn)盒金屬蓋有燒融現象。
二、 系統接線(xiàn)及保護配置
1、6kV廠(chǎng)用電系統接線(xiàn)方式
2臺機組共設2臺高壓廠(chǎng)用變壓器和4段6kV工作段，每臺機組設兩段6kV工作母線(xiàn)，分別由對應的1臺高壓廠(chǎng)用變壓器（以下稱(chēng)高廠(chǎng)變）供電，變比為15.75±2×2.5%/6.3kV。電源接于發(fā)電機出口主變低壓側，其低壓出線(xiàn)分2路（即A分支、B分支）經(jīng)電纜、開(kāi)關(guān)分別接于兩個(gè)6kV工作母線(xiàn)段。
兩臺機組設1段6kV備用母線(xiàn)，由一臺高壓?jiǎn)?dòng)/備用變（以下稱(chēng)啟備變）供電，變比為110±8×1.25%/6.3kV，為6kV工作母線(xiàn)段提供備用電源，其電源接至110kV母線(xiàn)。廠(chǎng)用電一次系統圖見(jiàn)圖1。正常時(shí)2號啟備變充電運行，6kV各工作段的備用電源開(kāi)關(guān)正常時(shí)處于熱備用狀態(tài)，廠(chǎng)用電快切裝置投并聯(lián)自動(dòng)切換方式。
2、6kV系統保護配置
???? 2臺高廠(chǎng)變低壓出線(xiàn)A、B分支保護配置如下：分支電纜差動(dòng)保護，分支速斷過(guò)流保護和復合電壓過(guò)流保護。
6kV母線(xiàn)上電動(dòng)機的保護配置如下：正序電流速斷、負序定時(shí)限、負序反時(shí)限、零序電流保護、低電壓保護、堵轉保護、過(guò)熱保護。
6kV廠(chǎng)用電系統保護配置圖見(jiàn)圖2。
三、 試驗檢查情況
1、事故后對2爐A排粉機電機進(jìn)行檢查，發(fā)現電機接線(xiàn)盒內短路燒毀嚴重，定子繞組引線(xiàn)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，運行中的振動(dòng)使電機引線(xiàn)接頭長(cháng)期與接線(xiàn)盒金屬蓋磨擦，導致絕緣破損引起相間短路。
2、該電機綜合保護裝置為珠海萬(wàn)利達電氣有限公司生產(chǎn)的MMPR-10H2型微機電動(dòng)機保護裝置，短路時(shí)未動(dòng)作，檢查動(dòng)作記錄中只有“過(guò)熱告警”信號，無(wú)其他出口信息。檢查保護定值正確，裝置接線(xiàn)、CT極性正確，在CT二次側加定值電流校驗保護出口正確，重復試驗3次無(wú)異常。判斷保護裝置接線(xiàn)正確，動(dòng)作正常。
3、對2號爐A排粉機電機開(kāi)關(guān)柜內CT進(jìn)行了伏安特性試驗，為便于比較，對B排粉機電機柜內CT也做了相同試驗。A、B排粉機電機CT均為L(cháng)ZZBJ12-10型，10P20，變比100/5，CT保護繞組的VA特性數據見(jiàn)表1，VA特性曲線(xiàn)圖見(jiàn)圖3。試驗接線(xiàn)為一次開(kāi)路、二次加電壓，測量勵磁電流。從圖中曲線(xiàn)對比可見(jiàn)，A排粉機開(kāi)關(guān)保護CT的伏安特性曲線(xiàn)比正常保護CT要低一倍多，說(shuō)明該保護CT飽和特性太差。
表1??????? 2號爐A、B排粉機開(kāi)關(guān)A相CT保護繞組VA特性數據
NO 勵磁電流/A A排CT保護/V B排CT保護/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相結果類(lèi)似。

4、對64B段廠(chǎng)用電快切裝置在2號機組“熱工保護”動(dòng)作全停時(shí)，廠(chǎng)用電工作電源跳閘后，備用電源未自動(dòng)切換原因進(jìn)行檢查：6kV廠(chǎng)用電快切使用的是PZH-1型微機廠(chǎng)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(xiàn)正常，裝置無(wú)切換記錄；做裝置切換試驗，模擬事故下?tīng)顟B(tài)，人為拉掉工作電源開(kāi)關(guān)，備用電源切換正常。查DCS事故追憶，發(fā)現2010年3月21日19:51:20，短路發(fā)生瞬間，6kV母線(xiàn)A、B段快切裝置均發(fā)“PT斷線(xiàn)報警”、“等待復歸”信號，裝置在6kV母線(xiàn)PT低壓側一相或兩相電壓低于10%Un（額定值）時(shí)，會(huì )判定為母線(xiàn)電壓互感器電壓回路斷線(xiàn)，發(fā)出“斷線(xiàn)報警”信號，母線(xiàn)斷線(xiàn)報警信號存在時(shí)，裝置不會(huì )自行啟動(dòng)切換。綜上所述，64B段工作電源跳閘后，備用電源未自動(dòng)切換原因為：兩相金屬性短路引起6kV母線(xiàn)A、B相電壓低于“斷線(xiàn)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機組6kVA段、B段上電動(dòng)機微機綜合保護動(dòng)作記錄，在事故發(fā)生時(shí)刻均為“負序定時(shí)限”保護動(dòng)作，延時(shí)0.5S（“負序定時(shí)限”保護整定延時(shí)為0.5S）跳閘。
6、#2爐A排電機接線(xiàn)盒內短路，其開(kāi)關(guān)CT飽和，保護裝置拒動(dòng)，查閱保護動(dòng)作記錄也無(wú)“低電壓跳閘”等出口信息，電機開(kāi)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(xiàn)失電，鍋爐MFT大聯(lián)鎖動(dòng)作跳掉#2爐A排電機開(kāi)關(guān)。
四、 事故分析及試驗結果分析
1、事故分析
通過(guò)試驗、檢查，結合故障錄波、事故追憶、DCS歷史曲線(xiàn)、保護和自動(dòng)裝置的動(dòng)作記錄，此次事故過(guò)程分析如下：2010年3月21日19:51分左右，#2爐A排粉機電機接線(xiàn)盒處A、B相由于絕緣包扎處磨破發(fā)生金屬性短路，電機綜合保護因CT 飽和拒動(dòng)，引起#2高廠(chǎng)變A分支速斷保護動(dòng)作，延時(shí)1.5S出口跳閘，64A段失壓，該段快切被速斷保護閉鎖。在短路發(fā)生后#2高廠(chǎng)變A分支速斷延時(shí)1.5S跳閘之前， 2段6kV母線(xiàn)上的電動(dòng)機負序定時(shí)限保護均已啟動(dòng)，其延時(shí)0.5S遠小于廠(chǎng)變A分支速斷延時(shí)1.5S，先于分支速斷跳閘。兩臺循環(huán)水泵電機跳閘后，引起#2機組“凝汽器真空低”保護出口，“熱工保護”動(dòng)作停機，發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)跳閘，主汽門(mén)關(guān)閉。
#1機組由于僅一臺循環(huán)水泵運行，且#1、#2機組循環(huán)水進(jìn)水母管聯(lián)絡(luò )門(mén)為全開(kāi)狀態(tài)，#1機凝汽器真空立即下降，引起#1機組“凝汽器真空低”保護出口，熱工保護動(dòng)作跳掉#1發(fā)變組出口開(kāi)關(guān)，#1機組跳閘。
2、試驗結果分析
此次發(fā)生在6kV母線(xiàn)附近一臺電動(dòng)機接線(xiàn)上的兩相短路，電機CT飽和引起保護拒動(dòng)，造成事故擴大發(fā)展到兩臺機組跳閘，CT飽和是主要原因。
從#2發(fā)變組保護屏故障錄波及工控機歷史記錄來(lái)看：短路后，短路電流峰高值達15000A，而A排粉機電機CT變比 100/5，其實(shí)際準確限值電流系數KX只有4.2，而短路電流是其額定電流的150倍，CT極度飽和，二次側只能輸出非常窄的尖頂波，間斷的尖頂波在一個(gè)周期內的電流有效值很小，以致該電機保護裝置拒動(dòng)。
五、 防范措施
1、對繼電保護和安全自動(dòng)裝置所使用的CT，除按設計規程嚴格選型外，在更換后及機組大修時(shí)，必須做伏安特性試驗，得出拐點(diǎn)電壓，用拐點(diǎn)電壓計算出CT的實(shí)際準確限值系數，此系數大于CT銘牌上標注的額定準確限值系數時(shí)，CT飽和特性才符合要求，否則應采取措施加以改善。
2、火電機組6kV電動(dòng)機負序定時(shí)限保護普遍存在動(dòng)作時(shí)限整定較小，在母線(xiàn)及母線(xiàn)近區兩相短路時(shí)誤動(dòng)、使事故影響擴大的問(wèn)題。應從保護機組安全運行的角度出發(fā)，根據電動(dòng)機不對稱(chēng)故障時(shí)的短時(shí)允許值，合理整定動(dòng)作時(shí)限，使其躲過(guò)母線(xiàn)及近區兩相短路時(shí)故障切除時(shí)間，以解決此種情況下的保護誤動(dòng)問(wèn)題，進(jìn)而提高機組安全運行水平。