一起汽轮机TSI系统大隐患事故！

一、事件经过

（一）运行工况

事件发生前4台机组在网运行，全厂总出力560MW，对外供热蒸汽流量290T/H,采暖供热循环水流量8500 T/H;变电站出线方式为300MW机组通过330KV两条母线（双母固定连接）与系统连接，125MW机组通过110KV母线（双母E型连接）与系统连接。

2018年11月26日11:06,11号机负荷87MW，机组带工业抽汽130t/h，锅炉主蒸汽流量410T/H，总煤量52 t/h，乙、丙、丁磨运行。

（二）事故处理过程

11月26日11:00，运行人员进行11号机组一、二、四、五段抽汽逆止门关闭试验定期工作。（附件1操作票）

11:05开始试验，一、二、四段抽汽逆止门关闭试验正常。

11:06：27，在关闭五段抽汽逆止门后， 11号机突然跳闸，首出为“汽轮机轴承振动大”。汽轮机惰走过程中，就地检查汽轮机无异音，振动正常。（附件2）

11:06：35，11号发电机程跳逆功率保护动作，发电机解列。厂用联动成功。立即投油稳燃，停丙、丁磨，调整汽包水位正常，维持11号炉运行。

11号机组跳闸后，将工业抽汽100T/H热负荷转移至1、2号机组，30T/H热负荷转移至12号机组，保持全厂对外供热短时间不受影响。

经对汽轮发电机组各轴瓦及本体、发电机氢气系统、TSI机柜及探头、二次回路接线、励磁系统进行全面检查未见异常。

在汽轮机保护全部投入，TSI各参数正常情况下，12:58，11号机冲转。冲转过程中，检查汽轮机各参数正常。

13:30，11号汽轮机定速3000r/min。

由于进行五段抽汽逆止门活动试验时，11号机组跳闸，为进一步进行原因分析，现场决定重新进行五段抽汽逆止门关闭试验，确认五段抽汽逆止门关闭试验与振动突升有无因果关系。

第一次试验：13:47:19，五段抽汽电动门打开，关闭五段抽汽逆止门时，11号机组各轴承振动突增。（见附件3）

第二次试验：13:49:21，五段抽汽电动门打开，关闭五段抽汽逆止门时，11号机组各轴承振动突增。（见附件4）

第三次试验：13:58:47，关闭五段抽汽电动门（验证汽流或电信号对振动产生影响），关闭五段抽汽逆止门时，11号机组轴承振动突增。（见附件5）

根据以上试验结果认为五段抽汽逆止门关闭过程中因电信号干扰会导致机组振动突升，令热工人员检查五段抽汽逆止门控制回路，检查发现11号机组五段抽汽逆止门电磁铁电缆正极线芯对地绝缘为零。经初步分析认为，11号机组5段抽汽逆止门电缆绝缘故障，在进行逆止门关闭试验时，造成直流220V系统接地，经TSI接地系统对TSI造成干扰，引起各轴瓦振动上升，引发机组跳闸。随即甩开该电缆并进行电缆更换。

鉴于机组跳闸的初步原因已查明，且在晚上18点后，全厂热负荷将达到工业抽汽330T/H，1、2、12号机组无法满足晚上热负荷出力，为了不影响对外供热而产生社会影响，于是决定进行机组恢复和并网。

14:50，11号机组并网成功。

16:52，电缆更换工作结束，进行第四次五段抽汽逆止门关闭试验，试验期间汽轮机各轴瓦振动均正常。（见附件6）

二、原因分析

（一）直接原因

11号机组“汽轮机轴承振动大”保护动作是本次非停的直接原因。    

具体说明如下：

11号机组“汽轮机轴承振动大”保护逻辑为：“某一个瓦X方向或者Y方向有一点振动超过动作值，且相邻瓦的X方向或者Y方向有一点振动超过动作值”或“某一个瓦Z方向有一点振动超过动作值，且相邻瓦Z方向有一点振动超过动作值”；延时2秒，保护动作。（本特利系统振动大动作均需设置延时，为防止现场信号干扰厂家建议设置2-3秒延时。）

11:06:27，5、6瓦共有4点（5X、5Y、5Z、6X）振动值同时超过机组轴承振动大保护值（11.2mm/s）（见附表1），“汽轮机轴承振动大”保护动作，保护逻辑动作正确。

（二）主要原因

经分析验证，11号机组5段抽汽逆止门电缆绝缘故障，在进行逆止门关闭试验时，造成直流220V系统接地，经TSI接地系统对TSI造成干扰，引起各轴瓦振动上升，是造成“汽轮机轴承振动大”保护动作的主要原因。

11号机组TSI系统为本特利3500系统，1-6瓦共18个振动测点信号，分别接入5块本特利3500/42卡件的18个通道端子上，每个振动探头自带铠装延伸电缆接入就地端子箱，经就地端子过渡后通过屏蔽电缆接入TSI机柜。屏蔽电缆的屏蔽层在进入机柜后经黄绿线接入全厂接地网（附件7）；屏蔽电缆的信号线芯接入3500/42卡件的信号端子（PWR/B、COM、SIG/A），3500/42卡件通道上的SHLD为卡件接地端子（附件8），经另一组黄绿线接入全厂接地网（附件9）。

经过五段抽汽逆止门关闭与振动的关联性试验，发现只要该电磁铁电缆带电，TSI系统的振动、轴向位移、高/低压缸相对膨胀等参数均出现异常波动；随后检修人员重新敷设五段抽汽逆止门电磁铁电缆，第四次试验，TSI参数未出现异常波动。

因此，确认为机组跳闸前，运行人员关闭五段抽汽逆止门时，故障电缆带电，经过TSI系统接地线对TSI系统放电，造成机组轴承振动测点异常波动，5、6瓦共有4点振动值同时超过机组轴承振动大保护值（11.2mm/s），造成“汽轮机轴承振动大”保护动作，汽轮机跳闸。

11:06:27的汽轮机振动数值(表格中红色表示超过动作值)和曲线（附件2）如下：

附表1：

为进一步查清引起TSI扰动产生的具体原因，我厂当天即与大唐科研院西北所热工室联系，经他们和我厂专业人员商议后，提出了以下几个后续检查处理方案：

1.现场勘查及准备情况：

现场有1根电源地黄绿线单独穿下地面，有21根屏蔽地黄绿线麻花辫穿下地面，另有16根屏蔽地黄绿线麻花辫穿下地面，还有33根屏蔽地黄绿线麻花辫穿下地面。各根穿入地面线簇的黄绿线数量不一致，无法初步判断连接方向和终点。已与本特利TSI厂家确认，正常情况下，电缆屏蔽层先接至卡件通道SHLD端，再由黄绿线接出与电源地汇合接入接地点（由于当前黄绿线穿入地板，无法确认电缆屏蔽层黄绿线是否经地板内绕上接入卡件通道SHLD端，再接走形成接地）。如需确认TSI系统接地是否符合要求，需砸地。

机柜地面为无机防火堵料坚固封闭，厚度30公分，砸地难度较大，时间较长，且会引起振动，振动易对隔壁ETS机柜接线和机组保护出口继电器造成影响，机组运行期间，即便撤出汽轮机保护，风险也非常大。

（1）已与本特利厂家确认，正常情况下，电缆屏蔽层先与卡件通道SHLD相连，再与电源地汇合接入接地点（由于黄绿线穿入地板，无法确认电缆屏蔽层黄绿线是否经地板内绕上接入卡件通道SHLD端）。

（2）已与科研院西北所在汽轮机就地架设振动监测仪器，由于只有四通道便携测振仪，经讨论决定监视3、4、5、6瓦的水平振动。

2.具体排查及处理方案

方案一：开挖机柜地面查找穿地黄绿线去向

（1）施工步骤：

a.退出11号机组轴向位移大、轴承振动大、高压缸相对膨胀大、低压缸相对膨胀大，超速等所有TSI系统保护及机跳电保护。

b.用手动工具轻柔开挖机柜地面，检查11号机组TSI机柜系统接地电缆去向，轻挖开11号机组TSI机柜地面及ETS机柜地面进行逐步寻找。

c.确认接地线连接方向和终点是否在柜内形成闭环，确认接地线最终接地位置是否符合规范。

（2）风险：长时间退出机组6个主保护，汽轮机运行风险过高，且当出现异常而保护无法动作时，运行如处理不及时，可能对主设备产生重大影响。

开挖前需退出11号机组轴向位移大、轴承振动大、高压缸相对膨胀大、低压缸相对膨胀大，超速等所有TSI系统保护及机跳电保护，根据以往施工经验，正常用榔头和凿子开挖需1天半时间，现为避免振动，轻柔顺黄绿线开挖并查找去向时间预计2-3天。如开挖过程中，TSI参数出现异常，运行判断处置难度大。

（3）防范措施：

a.防保护误动措施：退出汽轮机TSI系统所有保护和机跳电保护。

b.防静电措施：进入11号机组电子间禁止携带和使用手机及对讲机，或者将手机调整成飞行模式。工作人员进入电子间穿防静电工作服。工作人员进入电子间前需对金属物件释放静电并穿戴防静电手环。电子间禁止使用电动工具进行挖掘。

c.防误碰措施：进行挖掘寻找屏蔽电缆时，禁止误碰其他信号及控制电缆，禁止触摸TSI卡件及机柜。

d.防振动措施：进行挖掘寻找屏蔽电缆时，不能敲击，防止振动影响本机柜和相邻机柜内继电器和接线。

方案一缺点：施工时间过长，且对汽轮机主设备运行监控存在隐患。

方案二：利用3VDC“通灯”查原有接地与大地是否相通

（1）施工步骤：

a.退出11号机组轴向位移大、轴承振动大、高压缸相对膨胀大、低压缸相对膨胀大，超速等所有TSI系统保护。

b.选取不同机架3个卡件和6根不同的黄绿线（3根电缆屏蔽层和3根SHLD通道黄绿线），用“通灯”测量卡件接地端和黄绿线对大地通断。

c.如果卡件地或黄绿线与大地不通，则说明TSI接地确实异常。如果与大地相通，加之机组运行十六年，TSI系统未出现过此种多振动点被干扰，可以认为TSI系统接地异常的可能性较小，建议停机后全面排查。

d.如果TSI接地不通，需按照TSI系统接地规定重新做系统接地或者挖地确定原TSI接地去向（方案一）。

e.重新做系统接地：为防止多点接地，要将原有穿地黄绿线截断，后通过汇流排重新作出接地线接入电气接地网。

（2）风险：

用通灯加直流3V电压在原有接地回路中，可能引起TSI参数或出口保护开关量误动。

如需重新做接地系统，截断原有黄绿线且未做好整个接地系统前，TSI参数可能由于改变原有接线回路出现大范围异常显示，一旦转速、轴向位移、高压缸相对膨胀、低压缸相对膨胀出现异常波动，这些参数没有临时监控手段，则可能需要紧急手动停机。

（3）防范措施：

a.防保护误动措施：退出汽轮机TSI系统所有保护。

b.防重新做接地时TSI参数异常措施：紧急手动停机。

方案二缺点：如果通灯试验系统接地正常，只能证明原有TSI有接地，但接地是否合乎规范不能确定，只能待停机全面排查。如果通灯试验接地系统异常，重新做接地时，可能汽轮机TSI参数出现异常失去监控手段，则需要被迫手动停机。如果挖地则回到方案一。

方案三：加电压试验接地干扰点

（1）施工步骤：

a.撤出锅炉、汽轮机、电气所有主保护。

b.取一根电缆，一端放在电子间ETS柜（故障的五段抽汽逆止门电磁铁电缆所在机柜），各线芯浮空，另一端放置在电缆夹层TSI柜下方电缆桥架上，其中一根线芯短接至桥架上。模拟非停时的情况，用500V摇表对试验电缆的相间和各芯对地施加电压，观察TSI参数、ETS信号、机侧画面是否存在参数异常波动。

c.选取电缆夹层房外汽机房内电缆桥架为试验电缆另一端放置位置，再次用摇表进行加电压干扰试验，观察参数是否波动。

d.如果都有干扰或都没有干扰，则无法确定故障电缆破损位置和TSI接地点是否在桥架上。需要挖地（方案一）。

e.如果在电缆夹层房内试验有干扰，而电缆夹层房外试验无干扰，则可以推断故障电缆破损位置和TSI接地点均应在电缆夹层内。如果在电缆夹层房内试验无干扰，而电缆夹层房外试验有干扰，则可以推断故障电缆破损位置和TSI接地点均应在汽机房内。总之都说明TSI接地不可靠，需重新做接地（方案二）或者还有一种可能，就是TSI接地和电缆故障点在机柜下方建筑混凝土框架内，如需进一步确认，还需挖地（方案一）。

（2）风险：电缆夹层内桥架上放置有DCS、ETS、TSI、继电保护等机组所有电缆，如加电压试验，即使退出机组所有主保护，也可能有干扰引起设备误动，对机组运行造成影响。

（3）防范措施：防保护误动措施：退出机、炉、电所有保护。

方案三缺点：机组完全失去保护，且有可能引起设备误动，进而影响机组运行或者主设备安全。

以上三个方案均为机组运行时的检查处理方案，但是都会对机组目前稳定带来特别高的风险。目前正处于冬季供暖期，全厂供热压力非常大，一旦再次为查找TSI接地而引发机组非停或影响供热超过6小时以上，将会带来很大的社会不良影响。同时由于我厂该机组投产时间长，长期以来均一直这样运行，未进行过该TSI系统变更，故基本确认目前机组运行是有一定保证的，故综合分析比较，为降低风险，我厂申请在供暖期结束后，申请停机或利用停备机会对故障电缆绝缘损坏位置和TSI系统接地按以上方案进行全面排查原因和整改。

三、暴露问题

（一）运行管理

1.运行监盘不认真。经调阅10月26号11号机组抽汽逆止门定期活动试验DCS曲线发现，11号机组各轴瓦振动测点在五段抽汽逆止门关闭时有瞬间波动，且5X、6X均超过动作值（未超过2秒延时，所以未动作），但运行人员对于汽轮机主要参数异常未能及时发现。（附件10）

2.运行事故预想不到位。对于定期工作可能存在的风险预判不足，未能充分意识到可能带来的跳机风险。

（二）设备管理

1.检修质量及检修管理不到位。虽然检修公司9月份在11号机组C级检修中对5段抽汽逆止门进行了检修，但未发现五段抽汽逆止门电磁铁电缆绝缘故障，检修工艺质量不到位，三级验收流于形式，检修管理不到位。

2.隐患排查不到位。日常的隐患排查走过场，未能排查出TSI系统接地可能受到干扰，进而影响TSI参数的隐患。

3.热工管理攻坚提升活动不到位。本次由于逆止门电缆故障引起机组主保护动作，说明热工保护排查流于形式，活动开展不扎实。

四、防范措施

1．利用11号机组检修或机组停备，会同本特利厂家、西北所对11号机组TSI系统所有接地进行全面排查，排除接地不可靠、不规范引起的电磁回路干扰的隐患。

2．利用11号机组检修或机组停备，对11号机组汽机保护柜内1-4段抽汽逆止门及保护调节阀电磁铁电缆进行耐压试验，排除电缆绝缘隐患。

整改期限：2019年供热期结束

3．严肃执行机组检修质量三级验收制度，检修班组、检修专工、设备部按照机组检修导则进行现场验收，检修完成后按照检修质量事件进行追责管控。

4．举一反三，根据11号机组发生的异常情况，利用机组检修或停备，对12号机组一至五段抽汽逆止门及保护调节阀电磁铁电缆进行全面检查。

5．热控专业针对本次非停事件，人人手写四不放过和反思，结合热工管理攻坚提升活动夯实专业管理基础。

6.发电部重新梳理排查机组定期工作，凡是牵涉到机组主保护逻辑或可能威胁到机组稳定运行的定期工作，对定期工作进行扩大化风险分析，制定可靠的防范措施，提高监护等级，确保定期工作执行正常。

五、责任考核

根据热电厂《安全生产工作奖惩管理标准》，按非停的考核标准对事件中有关责任人的责任分析和处理提出如下意见：

1.检修公司程控班娄某，作为11号机组5段抽汽逆止门最近一次检修工作负责人，对11号机组5段抽汽逆止门检修质量控制不到位，未能及时发现电缆绝缘缺陷，负主要责任，考核1500元。

2.检修公司程控班班长付某，同时作为11号机组5段抽汽逆止门最近一次检修工作班成员，对11号机组5段抽汽逆止门检修质量把关不严，未能及时发现电缆绝缘存在缺陷，未能排查出TSI系统接地的抗干扰能力差的设备隐患，负主要责任，考核1500元。

3.检修公司热工专工田某，对11号机组C级检修工艺质量验收把关不严，对热工隐患排查执行不细致，负专业技术管理和专业检修管理责任，考核500元。

4.检修公司分管热工副经理季某，负技术管理和检修管理责任，考核400元。

5.检修公司经理杜某，负部门管理责任，考核300元。

6.设备部热控主管冯某某，对热控隐患排查监督执行不到位，热工管理攻坚专项提升活动开展不细致，负技术监督管理责任，考核400元。

7.设备部副主任强某，热工管理攻坚专项提升活动开展不力，负部门监督管理责任，考核300元。

8.设备部主任冯某某，负技术部门管理责任，考核300元。

9.总工程师林某某，负技术管理领导责任，考核500元。

10.生产副厂长何某某，负领导责任，考核500元。

附件1：11号机组一、二、四、五段抽汽逆止门定期试验操作票

附件2：“轴承振动大”保护动作曲线

从上到下依次：1X、1Y、1Z、2X、2Y、2Z、3X、3Y。

从上到下依次：3Z、4X、4Y、4Z、5X、5Y、5Z、6X。

从上到下依次：6Y、6Z。

附件3：13:47:19五段抽汽逆止门关闭第一次试验

附件4：13:49分五段抽汽逆止门关闭第二次试验

附件5：13:58分第三次试验

附件6：重新敷设电缆后进行五段抽汽逆止门关闭试验

11:52:11五段抽汽逆止门关闭操作员行为记录

从上到下依次：1X、1Y、1Z、2X、2Y、2Z、3X、3Y。

从上到下依次：6Y、6Z。

附件7：TSI振动信号屏蔽电缆屏蔽层进入机柜后经黄绿线接地

附件8：TSI振动信号接入卡件信号端子及卡件接地经黄绿线接出

附件9：TSI卡件屏蔽接地黄绿线

附件10：10月26号11号机组五段抽汽逆止门定期试验机组各轴瓦振动曲线

10月26日 10:11：49五段抽汽逆止门关闭操作员行为记录

从上到下依次：1X、1Y、1Z、2X、2Y、2Z、3X、3Y。

从上到下依次：6Y、6Z。