一起LVDT信号波动导致机组跳闸事件的分析与处理

白琮宇 ,李芝华

（京能集团山西吕临发电有限公司  山西吕梁033200）

摘要 通过一起由于基建时期电缆接线不符合行业标准规范要求，电缆保护管内存在中间接头未及时发现处理，接头裸露处当受到外力时接地，导致机组跳闸事件进行分析与处理。

关键词 锅炉BT、机组跳闸、LVDT、给水流量低

某电厂2号机组为350MW循环流化床锅炉机组于2020年投入运营，某日负荷120MW，协调运行方式，AGC及一次调频正常投入，汽动给水泵运行转速3837r/min，汽动给水泵进口流量 530 t/h，汽泵再循环调节阀开度 20.5%。正常运行期间，突发“锅炉给水流量低”触发锅炉BT保护动作，机炉电大连锁正确动作。

1.事件经过

08:34:49机组处于协调方式、主给水流量在自动方式，机组负荷120MW稳定运行，低压进汽调阀开度指令和反馈稳定在29.9%。1秒后，LVDT1反馈值由29.9%上升至44.9%（虚假开度），LVDT2反馈值由29.9%下降至15.6%（实际开度），由于冗余LVDT反馈高选设置，LVDT1参与阀门伺服指令输出调节，关小汽动给水泵低压进汽调阀开度，汽动给水泵转速由3833r/min下降至3802r/min，主给水流量由418t/h下降至404t/h。

08:34:51 汽动给水泵低压进汽调阀开度指令上升至36%，LVDT1反馈值由44.9%下降至34.9%（虚假开度），LVDT2反馈值由15.6%上升至23%（实际开度），汽动给水泵转速达到最低值3634r/min、主给水流量359 t/h仍然持续下降、汽泵再循环调节阀开度20.5%、汽动给水泵进口流量下降至469 t/h。

08:34:52主给水流量PID自动调节增加给水流量，汽动给水泵低压进汽调阀指令增加至40.7%，LVDT1上升至40.2%（虚假开度）、LVDT2上升至31.1%（实际开度），高选后LVDT1输出，指令反馈一致。小机转速3715 r/min并持续上升、锅炉主给水流量下降至最低值152t/h，“锅炉主给水流量低”信号触发（逻辑组态：主给水流量＜302t/h，延时20秒锅炉BT动作），汽动给水泵进口流量下降至最低值292t/h、汽泵再循环调节阀联锁开启动作全开（逻辑组态：汽动给水泵进口流量＜300t/h时开至100%）。

08:34:53汽泵再循环调节阀退出强制跟踪状态，主给水流量偏差大于120 t/h，切除主给水流量自动、锅炉主控切除自动、AGC方式退出，机组运行方式变为机跟随运行方式。

图：2号机组BT保护动作曲线

08:35:11 锅炉“主给水流量低”信号触发延时达到20秒后，触发锅炉BT（跳闸）保护信号动作，汽机跳闸、发电机解列。

2.现场勘查

2.1基本情况：

2号机组给水泵汽轮机是杭州汽轮机厂生产的100%容量NK63/71型单缸、单轴、反动式、纯冷凝机组。正常工作时汽源采用汽轮机四段抽汽，备用和启动用汽源采用辅助蒸汽或再热冷段蒸汽，小机调速范围3000~6100r/min。LVDT采用无锡市河埒5000TD传感器、伺服卡件为南京科远KM532B。汽动给水泵低压进汽调阀开度反馈为双LVDT冗余配置，LVDT1和LVDT2高选运算后输出至画面显示及控制。

KM532B伺服卡相关配置说明：LVDT1与LVDT2有一个故障时选择好点输出；两支LVDT都故障时阀门关闭；两支LVDT反馈偏差大于50%（为基建预设数值）时，输出与阀门开度指令更接近的LVDT值参与运算；LVDT回路的6根线，存在断路时，判断为故障，切除该LVDT；伺服卡件无LVDT速率判断故障功能，只有断路故障判断功能。

2.2勘查情况：

经初步判断为给水泵汽轮机低压进汽调阀故障，热控专业与汽机专业到就地检查低压进汽调阀接线及伺服阀，在热控专业人员拆取低压进汽调阀接线盒时，发现一触碰信号电缆就会造成阀门剧烈抖动，判断为热控控制电缆接触不良导致，由于所有接线均进入同一个穿线管内，从外部无法判断具体是那根电缆出现问题，遂及要求将汽泵打闸停运后进一步检查处理。

手动打闸汽动给水泵后，热控人员检查低压进汽调阀信号电缆头及屏蔽层。先将DCS机柜侧信号线断开，随后褪出低调阀LVDT电缆穿线管，发现LVDT反馈线、伺服阀指令线共16根，都存在中间接头，检修工艺极差，属基建期间遗留缺陷，只使用绝缘胶带进行了隔绝，接头处金属部分裸露。

2.3处理情况

由于电网要求机组查明原因后尽快启动并网，因此本次未重新敷设电缆更换。采用电缆接头进行规范处理：去除电缆接头绝缘胶带，紧固接头，用电烙铁逐个进行镀锡焊接，随后用热缩管进行热缩，再用绝缘胶带缠绕包裹进行二次防护。

检查测试LVDT线圈电阻：对比前次阻值测量记录，LVDT各线圈阻值正常，同时做好备查记录。

信号线进行绝缘测试：用500V兆欧表检查电缆绝缘，就地侧信号浮空，在DCS机柜侧对16根信号线逐一进行绝缘测试并放电，检查结果均满足大于20MΩ绝缘要求。

进行低调阀故障模拟试验：恢复就地阀门及DCS机柜接线，将汽泵低压进汽调阀开至20%，在阀门接线盒处用一根短接线分别进行短接16根信号线和穿线管金属内壁短时间触碰，查看就地阀门动作现象。经过试验确认LVDT接线中任一根信号线触碰到穿线管金属内壁，都会造成阀门大幅动作，与运行中低调阀故障现象相同。

3.事件原因分析

3.1直接原因

给水泵汽轮机运行中低压进汽调阀LVDT信号线裸露处接触穿线管金属内壁，信号电缆接地，造成阀门LVDT反馈波动，引起低压进汽调阀开度减小，主给水流量降低至152t/h，锅炉主给水流量低信号（＜302t/h,延时20秒）触发机组BT保护动作，机组跳闸。

3.2间接原因

给水泵汽轮机低压进汽调阀信号电缆安装、敷设不规范，存在电缆中间接头，在受外力作用下发生电缆芯裸露接地，安装单位未按《自动化仪表工程施工及质量验收规范》电缆不应有中间接头，当需要中间接头时，应在接线箱或接线盒内接线，接头宜采用压接；当采用焊接时，应采用无腐蚀性的焊药。

电缆对接工艺不规范，对接头仅使用黑色绝缘胶带缠绕包裹，金属部分未挂锡处理，未使用热缩管保护，距离高温热源设备较近，绝缘胶带、信号线塑料外皮长时间受热后收缩，造成接头部分信号线金属部分裸露，接地引起信号波动。

热控专业事故预想不到位，对隐患排查治理不深入、隐蔽性设备检查不全面，未能对重要设备进行深入检查。

4.结论

经过此次事件，吸取经验教训，对所有涉及热工保护的测点与设备进行专项排查，按照五定原则、设备重要程度，编制专项排查计划，结合机组检修有序开展排查工作。

完善保护和重要自动控制测点、重要阀门设备标识。参与热工重要保护和重要自动的就地一次元件、取样装置、中间接线盒、接线端子、DCS 控制柜通道进行标识，如主保护测点的取样装置处刷红漆、接线端子用红信号笔标注等，另外设备标牌也通过颜色进行区分。

将类似汽泵低压进汽调阀冗余配置的双LVDT反馈测点组态至DCS画面巡检趋势组，当双支LVDT显示出现偏差时DCS系统发错报警提示。

开展规程规范及热控典型案例培训工作，提高热控人员技能水平。热控专业每一位员工需有严谨的工作态度，从微不足道的每一处严查，积极进行隐患排查治理，才能保证机组安全稳定运行。

作者简介：

白琮宇，（1976- ）本科学历、工程师、高级技师，主要从事热工专业生产管理工作。单位地址：山西省吕梁市，邮编：033200。

李芝华，（1976- ）本科学历、工程师、高级技师，从事热工自动化应用研究和热控技术管理工作。单位地址：山西省吕梁市，邮编：033200。