9FA燃气轮机功率变送器故障导致燃机自动减负荷分析及应对措施

卢旺先

摘要：本文描述了晋江然气电厂9FA燃气轮机联合循环发电机组运行中功率变送器故障导致机组自动减负荷的现象，通过对故障原因的分析，给出应对及预防措施，供同类型电厂借鉴。

关键词：9FA燃气轮机；自动减负荷；功率变送器故障

0 概述

福建晋江燃气电厂安装4台S109FA 350MW燃气—蒸汽联合循环发电机组 ，燃气轮机、蒸汽轮机、发电机由哈尔滨动力设备股份有限公司生产，GE公司提供技术支持。燃机型号为PG9351FA，汽轮机型号为158#（D10优化型），三压，一次中间再热，单轴，双缸双排汽，发电机为390H全氢冷，采用静态励磁。余热锅炉型号为NG-109FA-R, 由杭州锅炉集团有限公司生产的高、中、低三压，一次中间再热、卧式、无补燃、自然循环余热锅炉。

9FA 机组运行中出现自动减负荷异常现象原因有很多，而本文重点介绍因发电机功率变送器故障导致机组自动减负荷，通过对故障原因的分析，给出应对及预防措施，供同类型机组参考。

1 事件过程

某日，运行甲值中班。18时51分#3机组满负荷365MW运行。值长林某令降负荷至300MW。主值张某在MARK VI画面预选负荷355MW后，发现MARK VI负荷始终显示365MW，立即汇报#3机组负荷显示异常。值长林某将#3机组负荷显示异常情况汇报中调。18时54分#3机组 MARK VI发“MEGAWATT TRANSDUCER SIGNAL TROUBLE”发电机功率变送器信号故障报警，检查#3机组DCS主变功率显示-330MW，MARK VI GEN/EXCIFER画面上显示功率332MW，无功90MVAR，发电机电流10KA，电压19KV。通知热控点检吴某，电气点检郑某。19时07分设备部电气点检郑某到#3机现场，告知#3机功率变送器故障且无法消除。19时10分发电部机务专业李某建议：“手动点击MARK VI SPEED/LOAD CONTROL下Raise键”。经值长令后进行操作，DCS上主变功率显示3MW（发电机开始逆功率）。19时12分设备部热控点检吴某告知#3发电机变送器故障无法消除。19时14分#3发电机维持逆功率4.5min，#3主变功率显示最高17MW，未到逆功率保护定值，#3发电机未解列。值长林某令，手动按操作台“#3机发电机出口断路器紧急跳闸”按钮，#3机组与系统解列，维持全速空载。19时18分因#3机发电机组功率变送器故障无法消除，林某令#3机组停机。19时27分#3燃机熄火。20时01分#3机组盘车投入。

2 事件分析

9FA燃气轮机发电机配置有两个功率变送器96GC-1、96GC-2，经MARKVI控制器系统选出高值后，参与计算控制，HMI画面显示为选择后功率信号。功率变送器故障报警原因为机组并网后，功率变送器1/2进行比较取大值，大值的10%与3MW进行高选,作为报警门槛值输出，当二个功率变送器偏差大于门槛值，延时5S,触发报警。经回查MARK VI曲线：“#3发电机有功功率信号1” 在19日18时22分开始就一直保持368MW直线不变，已呈当机状态。在18时51分值班员预选负荷355MW后，因负荷控制回路指令与反馈偏差导致一直存在减负荷信号输出，使燃机处于一直减燃料运行工况，直至机组负荷减至逆功率17MW。后因值班员操作手动升降负荷按钮，退出负荷预选模式，机组停止减负荷。

因#3机组之前减负荷过程没有接收到停机令，停止减负荷后，没有正常解列，一直处于逆功率。在手动跳开发电机出口开关后，仍维持全速空载。直至值班员发停机令。

综上所述，#3机组自动减负荷事件根本原因是功率变送器故障造成在功率反馈信号当机，在负荷变动后触发减负荷程序，现场人员对异常工况未进行正确处理。

3 应对措施

若出现上述类似情况，可采取检查MKVI主界面上的有功功率与励磁系统界面的有功功率是否存在偏差，并根据相关参数（如：TNR、FSR、TTRF、励磁界面的有功、DCS上的主变有功）判断当前的实际负荷值，判断有功功率下降，应立即手动预选（略高于下降前有功负荷5MW）或点击SPeed/Load Control 中Raise 按钮，后确认负荷控制已退出预选，预选按钮有橙色变成灰色，Lower按钮由持续橙色变成间歇性橙色或灰色，检查有功功率有上涨至预选负荷值或停止下降，再联系检修热控人员将故障功率变送器输出剔除即可。

4 技改措施

原来自电气的两个功率变送器信号，经MARK VI 控制系统选出高值后，参与计算控制，HMI画面显示为选择后的功率信号，存在以下不合理：当一个功率变送器故障时，若其数值大于另一个正常的功率变送器时，则HMI显示的为故障信号，运行人员无法监测真实负荷；当某一功率变送器故障时，若其数值大于另一正常的功率变送器，则MARK VI逻辑将选择故障的功率变送器信号为控制参数，发出错误控制指令，需要热工人员强制逻辑进行干预。

为彻底预防及解决这一问题，我司提出将功率变送器选择逻辑改为三选中，并添加手动按钮，具体内容如下：在HMI画面添加#1、#2功率变送器及励磁系统功率信号数值显示，便于运行人员监测，直观判断异常情况；优化MARK VI 功率信号选择逻辑，由“高选”改为“三选中”，第三个信号取自励磁系统功率信号ex2k _gn_watt；在HMI画面添加#1、#2功率变送器信号选择按钮，当任一功率变送器出现故障时，可及时将正常的功率变送器投入控制，现我司#1-4号机已相继完成改造。

5 结语

功率变送器故障一旦处理不好将影响机组出力，严重时将导致机组与系统非正常解列，本文分析了功率变送器故障造成燃机自动降负荷的原因，并提出了相应措施及改进方案，具有重要的参考意义，可为同类型电厂提供借鉴。

作者简历：

卢旺先（1986-），男，福建龙岩人，工程师，大学本科，主要从事燃气轮机电厂运行工作