焦作电厂#6机组是在2000年10月底大修完毕，大修期间对汽轮机进行了通流部分的改造和DEH的改造。改造后的#6机组在运行期间发现也暴露出不少的问题，下面笔者就所发生的两次失磁事故和事故中暴露出的问题做一些分析。

　　2两次事故及分析2001年5月25日，#6机组带160MW负荷，各参数稳定。

　　16：15机侧事故喇叭响，报警光字牌闪，绝大部分动力设备掉闸，D E H做出“转速大于3 0 9 0 r p m”“负荷突变大于6 0 M W”，“D E H切手动”等报警。此时电气人员通知1 k开关掉闸，发电机失磁。此次事故时间只有7～8秒的时间，但对于汽轮机的影响却非常大。在这7、8秒时间内，机组负荷由原来的150MW先降至110MW后突然升至190MW后瞬间下降至130MW.机组转速突升至3090rpm造成OPC电磁阀动作，负荷最低降至30MW.各轴瓦振动均有所增加，轴振则大幅度增加，特别是#2轴振达到230ìm.

　　是什么原因造成机组转速的突升，负荷的大幅度波动，振动的增加呢？首先笔者先分析一下发电机失磁对系统和汽轮机发电机组有何影响及汽轮发电机允许失磁运行的条件。

　　发电机失磁时会对电力系统产生以下影响：（1）发电机失磁后，不但不能向系统送出无功功率，而且还要从电网中吸收很大的无功功率以建立发电机的磁场，这将引起电力系统的电压下降。如果系统的容量较小或无功功率的储备不足，则可能使失磁发电机的机端电压、主变压器高压侧的母线电压、或其它邻近点的电压低于允许值，从而破坏了负荷与各电源间的稳定运行，甚至可能因电压崩溃而使系统瓦解。

　　（2）为了供给失磁发电机无功功率，可能造成系统中其它发电机过电流。

　　发电机失磁时会对发电机产生以下影响：（1）发电机失磁后，转子和定子磁场之间出现了速度差，则在转子回路中感应出转差频率的电流，引起转子局部过热。

　　（2）发电机受交变的异步力矩的冲击而发生振动，转差率越大，振动也越厉害。

　　汽轮发电机允许失磁运行的条件是：系统有足够的无功功率，不致造成系统电压严重下降；降低发电机有功功率输出，允许短时失磁运行。

　　技术纵横Skill技巧71 2006年8月刊自动化博览调门高调门开度（mm）中调门开度（mm）负荷GV1 GV2 GV3 GV4 IV1 IV2 IV3 IV4 150MW 28.3 25.4 0 83.4 88.1 88.3 89 190MW 2.7 29.8 5.27 0 83.4 88.1 88.3 89 130MW 33.75 32.4 6.9 0 83.4 88.1 88.3 89首先先把事故当时的负荷、转速和阀位曲线调出来看一下，由于事故的历史曲线是1秒扫描一次，还有一些报警的优先级别不同，所以这些历史曲线图只能作为分析问题时的参考。

　　根据前文的论述和图1可以看出，负荷的大幅度波动是由于失磁发电机吸收了大量的无功功率，因此为了防止其定子绕组的过电流，发电机所能发出的有功功率将较同步运行时有不同程度的降低，吸收的无功功率越大，则降低的越多。由于发电()机运行中有一个重要的特性即静态稳定，在此静态稳定区域内工作发电机才是稳定的、安全的。静态稳定基本上是靠调整励磁电流实现的，即在增减有功功率的同时也要增减相应的无功功率，以维持发电机的稳定运行。如果单独调整有功或无功功率很有可能造成发电机失步运行而导致事故。转速的突升是由于发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐步衰减至零，由于发电机的感应电势随着励磁电流的减小而减小，因此其电磁转矩也将小于汽轮机的转矩，因而引起转子加速。

　　从图1可以看出本次失磁造成的负荷波动较为频繁，首先由于发电机失磁造成有功负荷降至110MW，此时机组转速由于发电机失磁的影响造成转速上升但未达到OPC电磁阀动作值。

　　同时机组DE H中的“功率回路”处于自动状态，相应的调门要自动开大以维持原负荷。表1是失磁时的调门开度情况。

　　表1第一次失磁时的调门开度情况从图1和表1可以看出由于失磁的影响，机组负荷交替突变和调门机械滞后性叠加在一起，造成转子在转速大幅度突升，达到OPC电磁阀动作定值（转速≥3090rpm）后，造成高压调速气门和中压调速气门同时关闭。此时转子转速随之下降，造成负荷下滑，最低至30MW.转速低于3090rpm延时1秒中压调速气门开启，转速低于3000rpm高压调速气门开启。此时机组重新带负荷至130MW.

　　此次发电机失磁造成汽轮机组各轴瓦和轴振均有不同程度增加，特别是#2轴振振动达到230ìm.在运行规程中规定轴振最大不能超过200ìm，但此次失磁事故造成的汽轮机轴振已远远超出极限值。对汽轮机组的安全运行造成了很大的威胁。

　　现就振动剧增的原因做一简单的分析。

　　首先先分析一下汽轮发电机组轴系的结构：可以把汽轮发电机组看成六个旋转质量，即高压缸、中压缸、两个低压缸、发电机和励磁机组成。这六个旋转质量同在一个轴上，各段轴的作用象弹簧一样，共同组成了一个线性六质量弹簧系统。发电机、励磁机、各级汽轮机与主轴串联在一起组成了机械系统，如果机械振荡频率与电气频率发生共振，将产生很大的机械转动扭矩，造成机械轴的损伤。当系统中发生故障或扰动时，发电机可能产生各种频率的电磁转矩。如果电磁转矩的频率和上述质量弹簧系统的振荡频率相同或接近时，则会发生共振。此时电磁转矩有可能不大，但很可能产生很大的机械扭矩，因而导致扭转不稳定和大轴损坏。扭动振荡和电气谐振有两种类型：电气的自激和电气机械自激。电气机械自激又包含电气动态和机械动态。在机械方面有质量弹簧的扭转振荡，在电气方面有发电机、变压器、输电线路和电容之间的电气谐振。而电气系统的振荡大多是由于系统与机组之间的能量交换引起的。又由于电气系统的振荡和上述的质量弹簧系统又引起了汽轮机的轴系振动。对机组的安全运行有很大的威胁，处理不好有可能造成飞车或机组的机械损坏。

　　在同年6月12日#6机组又发生了一次失磁事故，再看一下第二次失磁时的负荷、转速、阀位和中压自动主汽门前汽压曲线图，如图2所示。

　　图2第二次失磁时现象参数变化图第二次失磁的事故象征和所出的信号及掉闸设备基本和第一次失磁相同。不同的是第二次失磁时机组所带的负荷较大，为200MW.从前面的论述中可以看出机组所带的负荷越大相应的失磁后有功功率降的越多。所以第二次失磁后负荷由200MW甩至100MW，差值达100MW.此次失磁后甩负荷较多造成机组转速突升OPC电磁阀动作，调门关闭，负荷降至30MW，在机组转速达到3000转时，高调门开启，此时中调门的开度为10%，并保持此开度不再动作。负荷维持在50MW不动。问题恰恰出在此处，我们重新看一下图1中的阀位和负荷曲线。图1是一个简图以GV1和IV1作代表说明调门的动作过程。可以看出在OPC动作后高、中压调速汽门同时关闭，但是开启时中调门明显滞后于高调门1秒开启。根据DEH设计的逻辑关系：OPC电磁阀动作后，转速低于3090rpm延时1秒中调门开启，转速降至3000rpm高调门开启。表2是当时调门的开度对比。

　　表2第二次失磁时的调门开度情况从图1和表2看出高、中调门的开启并不符合逻辑关系，是什么原因造成的呢？由于失磁事故是一个特殊的事故工况，在调门关闭后由于机组还带有一定的负荷从而造成机组转速在不到1秒的时间内降到3000rpm，此时高调门开启，中调门在延时1秒后开启。这样就造成了高调门先开，中调门滞后开启。

　　第二次失磁时由于锅炉再热器安全阀不回座，导致机侧水位无法维持而停机。表3是第二次失磁时调门开启时的阀位值。

　　编号：060514调门高调门开度（mm）中调门开度（mm）状态GV1 GV2 GV3 GV4 IV1 IV2 IV3 IV4原始值40 80实际值39.7 39.6 12.6 0.77 8.63 9.88 13.9 9.8表3第二次失磁时调门开启时的阀位值根据和可以看出真正的原因是由于中调门开度过小造成再热器压力缓慢升高，安全阀无法回座。大量的汽、水白白损失，造成锅炉、汽机无法维持水位，而打闸停机。在此期间再热器压力由事前的2.2MPa最高升至6.24MPa，调速级压力一直在10.5～10.9MPa之间波动。这种工况相当危险，很有可能引起再热系统超压爆破，扩大事故。是什么原因造成此次失磁事故中中调门在开启时维持在10%的开度不再动作呢？会不会是在中调门仅开10%时DEH切为手动状态呢？由于事故的历史曲线是1秒扫描一次，还有一些报警的优先级别不同，所以此观点不能完全肯定，还要进一步探讨。在翻调事故历史曲线时，发现在事故前后微机给调门的指令并没有变，但是中调门并没有执行，所示的#5VCC卡的动作曲线图。这里以#5VCC卡为例说明，其它几个中调门的VCC卡均与此相同。

　　从图3可以看出中调门的VCC卡A值在事故前后并没有变，电压都是4V.在调门开启后VCC卡的P值从事故前的3.85V降至0.46V.而VCC卡的S值却从0.87V升至2.7V（正常运行中S值在0～1V内变化）由于中调门开度过小，为使中调门开启导致VCC卡的S值电压一直加大。由此可以看出本次事故中VCC卡并没有故障，那么是什么原因造成中调门开度过小呢？从图3中分析，中调门开启指令（A值）已发出，但中调门反馈（P值）过小，由此判定是油动机伺服执行机构故障。

　　调门VCC卡参数变化图3总结总之在工作中，如果遇到同类问题技术人员应当加强对机组振动的监视、负荷、主、再热汽压力的变化情况，及时调整及时处理，恢复机组的正常运行，避免造成更大的损失。特别是遇到中调门未开启或开度较小时，要及时处理。要防止再热汽压力超限，导致爆破。切忌盲目开启中调门导致扩大事故。对于中调门滞后开启的问题，技术人员还要在小修中加以确认，如果情况属实要加以改造。