一起停机电磁阀烧损事故造成的机组停运事故！

2019年9月15日20：56，某电厂#1机组运行，负荷240MW，主蒸汽温度569℃，再热蒸汽温度565℃，主蒸汽压力17.5MPa,再热蒸汽压力2.43MPa，给水流量710t/h，机组处于协调运行方式。20:56，#1机组跳闸，锅炉MFT动作，6kV厂用电联动正常。

经检查发现，ETS系统控制柜电源开关处于分闸位置，主机跳闸AST-2电磁阀线圈外观有鼓包变形，测量电阻阻值为零，其它三个电磁阀阻值正常，判断为AST-2电磁阀线圈短期烧损，导致主机ETS控制柜两路电源跳闸，ETS系统失电，汽轮机跳闸。

经现场分析，主机AST-2电磁阀过热烧损是导致机组停运的直接原因；AST电磁阀电源设计存在重大隐患，取自ETS控制柜电源切换装置后，不符合《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》中6.4.2.1电源配置要求第4）款“采用双通道设计时，每个通道的AST电磁阀应各由一路进线电源供电”的规定，在AST-2电磁阀烧损后导致主机ETS控制柜电源失电，是导致机组停运的间接原因。

上述文字参考《发电厂热工故障分析处理与预控措施 第四辑》，《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》。购买链接

关于电磁阀烧毁事故，今年我遇到了很多次，有时候新更换的电磁阀用不了几天就再次烧毁。上述事故中的情形我也遇到过，国产大机组在停机电磁阀的设计思路是四取二，两两并联然后串联。而按照规范要求，电源也要求是双电源的设计。这里需要说明的是，关于双电源争议很大，两路电源切换后进入电磁阀算不算双电源呢？理论上是对的，比如我们部分控制系统就会采取类似的设计。但是这个设计有个天然的缺陷，它不能完全避免最后的回路故障造成的失电，因此我们这个设计严格意义上不能算作双电源。

双电源的目的是在整个电源回路出现任何问题都不能造成误动或者拒动，这一条是明确的。

因此，四取二的电磁阀，最好的设计就是两路电源分别供应两个电磁阀，这两个电磁阀要么是前二，要么是后二。如图：

关于电磁阀的烧毁，也分为两种情况，一种是线圈被击穿熔断，线圈电阻值无穷大，一种是线圈烫化短路，阻值接近0。一般情况下，无论是哪家厂商的电磁阀，烧毁的都是线圈，机械部分能正常工作，因此在更换的时候可以将线圈更换掉，这样可以减少一些损失。

关于线圈烧毁原因，我做过一些研究，也查了同行的很多资料，总结起来有三点。

第一，电磁阀质量不过关，尤其是部分小厂商的电磁阀，其耐压、耐电流、耐高温的能力都很有限，因此在机组长周期运行过程中，停机电磁阀长期带电，就会出现问题。

第二，电源本身存在问题。个别电厂电磁阀电源不稳定，经常超出电磁阀使用范围甚至长期在边缘范围内波动。正常情况下，电磁阀电源在额定电压的±10%范围内波动都不会有大的问题，但是一旦超出这个范围，在低电压情况下电磁阀线圈可能无法吸合造成跳机。

第三，电磁阀接地存在问题。目前部分电磁阀不需要外接地或者使用底座接地，也有部分电磁阀需要另做接地的，这里的接地包括外壳地和电源地。我咨询过一些厂商，对接地要求并不高，但是针对停机电磁阀长期带电的情况，有时候也不能完全听信厂商的说法。

目前遇到的电磁阀烧毁的原因，主要是上述三点，当然个别事故中原因未查明，可以综合考虑上述因素。但可以肯定的是，无论是哪种因素，合理的设计电源回路以及提供稳定的电源都是必不可少的。

之前在工作中一直有人问我能不能改成得电动作，这样就可以避免电磁阀烧毁的情况发生。这个问题在大机组工作的同行都知道，是非常业余和愚蠢的。我们热工保护的原则是宁可误动、不可拒动，如果改成得电动作，那么电磁阀在机组运行过程中如果出现故障，我们也无法及时知道情况，紧急情况下如果无法停机，后果将是灾难性的。

说到电磁阀四取二的原则，我发现目前很多小机组的设计开始使用三取二的方式，这种方式最大的好处就是省了一个电磁阀的钱，但是增加了机组保护的不稳定性。四取二最大程度上避免了机组误动和拒动两种可能，三取二的方式虽然也很充分，但是一旦出现两个电磁阀烧毁的情况，那么机组只能坐以待毙。

我这几年连续遇到三取二的电磁阀回路组合，也遇到了机组在运行过程中某一个电磁阀烧毁的情况，甚至遇到了两个电磁阀烧毁，导致机组无法启动的情况。对于个别中小机组，尤其是一些自备电厂，由于利益的驱使，可能不会顾及系统保护的完整性。因此，近二十年甚至近三十年，咱们国家出现的汽轮机飞车等重大事故，大多发生在小机组。我甚至听说，三取二的模式下，由于两个电磁阀故障造成机组无法启动，且一时没有备件，有人甚至更改了控制油回路，单电磁阀工作。有人说，单电磁阀工作临时也是可以的，在失电的情况下机组同样可以跳机。

但是，这里忽略了一个情况，我们采用三取二甚至四取二，并不简单的是避免线圈损坏的事故，还要避免电磁阀本身卡涩、迟缓等问题。这些问题一旦出现，同样是致命的。因此，非但电磁阀不能采用单电磁阀，而且也不能采用得电动作。

对于机组的保护，我更关注ETS保护。锅炉保护动作的发生往往有一个过程，比如汽包水位的越位，炉膛负压的波动。但是对于汽轮机的保护，比如振动大、位移大，往往都是瞬间发生的事故，因此，需要保护动作更加迅速准确。

当然，有人会问，为什么OPC电磁阀一般是得电动作。之前我在文章中都讲过，这里不再赘述，大家务必要有一种保护限度的概念。OPC严格意义上是一层保护，但绝非是最终的保护，而ETS是最终保护，之后没有退路。

                                                   2021年12月4日 于上海