主變中壓側(cè)元件故障,連發(fā)兩起全廠停電
2009年12月28日、12月30日,某熱電廠因主變高壓側(cè)元件故障,連續(xù)發(fā)生兩起全廠停電事故。
??? 【事故經(jīng)過】
??? 1、12月28日
??? #3主變35 kV側(cè)B相電纜頭絕緣擊穿,首先造成35kVⅡ母低周低壓,低周保護(hù)動作跳閘#2發(fā)電機(jī);造成#3主變差動保護(hù)動作,跳開#3主變813開關(guān)、853開關(guān)、803開關(guān);東郊熱電廠與系統(tǒng)解列,#1發(fā)電機(jī)帶后鋪變負(fù)荷和廠內(nèi)部分廠用電運行,35kV系統(tǒng)高頻高壓保護(hù)動作出口,#3發(fā)電機(jī)帶#4、5爐、#3機(jī)廠用電運行;#3機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能差,#3機(jī)超速保護(hù)動作,自動主汽門關(guān)閉,#3發(fā)電機(jī)過頻切機(jī)保護(hù)動作(僅裝置動作, 803開關(guān)已跳開),循環(huán)水首站#3供熱循環(huán)泵失電; #0高備變備自投同時動作,所帶6kVⅠ段、6kV Ⅳ段、6kV Ⅴ段總負(fù)荷約4MW左右,造成#1機(jī)系統(tǒng)電壓低(低于65V),#0高備變過流和#1機(jī)復(fù)合電壓閉鎖過流同時啟動,0.5秒后#0高備變過流動作,#1機(jī)系統(tǒng)電壓稍有提高,#1機(jī)低真空保護(hù)動作停機(jī), 2.5秒后保護(hù)動作出口,跳#1發(fā)電機(jī)11開關(guān)、MK開關(guān),#1發(fā)電機(jī)解列,全廠廠用電中斷。
??? 2、12月30日
??? #3主變35kV側(cè)母線支持絕緣子B、C相相間短路,致使#3主變比率差動保護(hù)動作;35kV系統(tǒng)過頻過壓,35kV II母高周高壓切#2機(jī)保護(hù)動作,#2發(fā)電機(jī)跳閘,#3發(fā)電機(jī)過頻切機(jī)保護(hù)動作(僅裝置動作, 803開關(guān)已跳開);#3機(jī)組甩負(fù)荷,#3機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能差,機(jī)組甩負(fù)荷過大,造成機(jī)組發(fā)電量低于所帶6kVⅢ段、6kV Ⅳ段、6kVAB段、6kV V段負(fù)荷(#4、5爐輔機(jī)設(shè)備及首站供熱電動泵,約4000KW),汽輪機(jī)的蒸汽力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)電機(jī)負(fù)載力矩,且汽輪機(jī)一次調(diào)頻所增加負(fù)荷不能滿足所帶廠用電需求,造成機(jī)組轉(zhuǎn)速急劇下降,主油泵出力不足,油壓下降,自動主汽門關(guān)閉。在電氣并網(wǎng)操作后,電廠帶后鋪變負(fù)荷(約3~4MW)通過856開關(guān)與系統(tǒng)聯(lián)接,后鋪變備自投動作(該備自投在檢測到后鋪Ⅰ母或Ⅱ母失電時會動作),切斷熱Ⅰ線855、熱Ⅱ線856對側(cè)開關(guān),電廠#1機(jī)組與系統(tǒng)再次解列,機(jī)組再次甩負(fù)荷(7MW↘3MW,轉(zhuǎn)速3100轉(zhuǎn)左右降到2800多轉(zhuǎn),自動主汽門關(guān)閉(汽機(jī)反映未發(fā)報警指示信號,電氣觀察到“主汽門關(guān)閉”光字亮。分析造成自動主汽門關(guān)閉四項熱工汽機(jī)主保護(hù)中:軸向位移超Ⅱ值、超速超Ⅱ值可以排除,潤滑油壓低于Ⅱ值和真空低于Ⅱ值不能排除;手打危機(jī)遮斷器或按緊急停機(jī)按鈕也會造成自動主汽門關(guān)閉),汽機(jī)發(fā)“注意”“機(jī)器危險”信號,電氣解列#1發(fā)電機(jī)組11開關(guān)、MK開關(guān),#1發(fā)電機(jī)停運。
??? 【原因分析】
??? 1、設(shè)備檢查情況:
??? (1)12月28日:#3主變中壓35 kV側(cè)電纜頭B相擊穿,其余設(shè)備無異常。
??? (2)12月30日:#3主變35kV側(cè)母線支持絕緣子B、C相有放電現(xiàn)象,#3主變瓦斯繼電器內(nèi)有氣體,其余設(shè)備無異常(#3主變返廠檢修,吊罩檢查發(fā)現(xiàn):主變35kV側(cè)內(nèi)部C相線圈擊穿 <主變C相線圈擊穿圖片.jpg>,線圈內(nèi)部有放電痕跡,B相線圈變形 <主變B相線圈變形圖片.jpg>)。
??? 2、有關(guān)試驗記錄
??? (1)12月28日事發(fā)后,對#3主變及35kV側(cè)電纜做絕緣電阻、直流耐壓(含泄漏電流)、介質(zhì)損耗試驗,結(jié)論合格。
??? (2)12月29日,對#3主變35kV側(cè)電纜進(jìn)行了絕緣電阻測量及交流耐壓試驗,結(jié)論合格。
??? (3)12月30日事發(fā)后,對#3主變及35kV側(cè)電纜做絕緣電阻、直流耐壓(含泄漏電流),結(jié)論合格;做介質(zhì)損耗試驗不合格;做工頻耐壓試驗時,#3主變35kV側(cè)C相擊穿。
??? (4)12月30日事發(fā)后,對#3主變的變壓器油做色譜分析試驗,收集瓦斯繼電器內(nèi)氣體做成分分析試驗,試驗結(jié)論均為不合格。
??? 3、其他情況
??? (1)#1機(jī)低真空保護(hù)報警裝置沒有UPS電源,一旦廠用電丟失,低真空保護(hù)報警指示不會發(fā)出,但是低真空保護(hù)仍會動作。
??? (2)12月28日、12月30日,循環(huán)水首站均為#3供熱循環(huán)泵運行,該泵電源來自6kVAB段。
??? (3)#3主變35kV側(cè)出線母排的支持絕緣子帶電體間距離在400mm以上,間距符合一般安全要求。
??? (4)2010年2月2日#3主變復(fù)裝,檢查發(fā)現(xiàn)變壓器出口35kV側(cè)A相(黃)、B相(綠)、C相(紅)避雷器動作數(shù)分別為1次、4次、8次。(由于原始數(shù)據(jù)查不到,具體變化歷史趨勢難以查明)
??? 4、綜合上述分析結(jié)果,分析認(rèn)為:12.28、12.30事故均系35kV系統(tǒng)過電壓引起(#3主變35kV出口避雷器動作次數(shù)也可間接證明確實存在過電壓現(xiàn)象)。12.28事故致使#3主變內(nèi)部受傷,12.30事故最終造成#3主變35kV側(cè)內(nèi)部B相線圈變形。35kV系統(tǒng)過電壓原因主要是電弧接地過電壓、鐵磁諧振過電壓。結(jié)合電廠以往35kV母線PT損壞及一、二次保險熔斷情況,懷疑鐵磁諧振過電壓可能性最大。
??? 由于該廠沒有事故發(fā)生時故障實時數(shù)據(jù)記錄,電網(wǎng)上有關(guān)情況也不掌握,僅靠依據(jù)運行人員現(xiàn)場回憶記錄分析,造成 #3主變35 kV側(cè)B相電纜頭絕緣擊穿、12月30日B、C相相間支持絕緣子閃絡(luò)放電原因難以明確判定。
??? 【防范措施】
??? 1、更換#3主變至853開關(guān)之間35kV高壓電纜,高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量地制作兩側(cè)高壓電纜終端頭。原#3主變35kV側(cè)出線電纜由三芯電纜(YJV22-3×185)更換為獨芯電纜,每相兩根YJV-1×240-26/35電纜;電纜頭的制作由3M公司完成。
??? 2、#3主變6kV及35kV側(cè)出線母排加裝絕緣護(hù)套、853開關(guān)柜內(nèi)母排加裝絕緣護(hù)套。
??? 3、#3主變35kV側(cè)出線母排的支持絕緣子由老式的瓷瓶支持絕緣子更換為復(fù)合材料支持絕緣子,并加大相間絕緣子的距離。相間絕緣子帶電體間距離應(yīng)在500mm以上;絕緣子支架重新制作。
??? 4、原35kV二次消諧裝置已損壞無法使用,更換新的35kV二次消諧裝置。
??? 5、對于電氣設(shè)備預(yù)防性試驗,嚴(yán)格按照電力預(yù)防性試驗規(guī)程進(jìn)行全面排查是否存在漏項,存在漏試設(shè)備應(yīng)安排適當(dāng)時機(jī)進(jìn)行預(yù)防性試驗,確保設(shè)備安全可靠。發(fā)現(xiàn)絕緣薄弱現(xiàn)象應(yīng)立即采取有效措施加以防范。申請電業(yè)局做變壓器及35kV電纜、避雷器、853開關(guān)下口過電壓保護(hù)器試驗。
??? 6、結(jié)合近期事故實際處理中暴露問題,加強(qiáng)值長及運行人員業(yè)務(wù)培訓(xùn),特別是基礎(chǔ)培訓(xùn)工作,平時多做事故預(yù)想及針對性反演,著重組織進(jìn)行快速倒送電、確保鍋爐水位、迅速完成#1機(jī)循環(huán)水切換的專項演練,提高運行人員的事故處理能力。
??? 7、值長應(yīng)根據(jù)實際情況,適時合理進(jìn)行備自投的調(diào)整。6kV備自投應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行投切,投切應(yīng)優(yōu)先保證單機(jī)、單爐、某一給水泵運行,采暖期應(yīng)能優(yōu)先保證所運行供熱循環(huán)泵的電源。
??? 8、加強(qiáng)機(jī)、爐控制室及七米現(xiàn)場事故照明、重要表計UPS電源的檢查、維護(hù),確保事發(fā)時可靠投入。
??? 9、恢復(fù)現(xiàn)場兩位數(shù)工作調(diào)度電話,以便于事故處理時,通訊暢通。
??? 10、循環(huán)水首站供熱循環(huán)泵的狀態(tài)指示應(yīng)遠(yuǎn)傳至#1機(jī)控制室,以便在事故狀態(tài)下汽機(jī)運行人員對循環(huán)水做出正確判斷(結(jié)合老機(jī)組實施DCS改造計劃時進(jìn)行)。
??? 11、每年春防試驗時對廠內(nèi)避雷器進(jìn)行有關(guān)試驗,試驗結(jié)果及計數(shù)器動作次數(shù)應(yīng)記入設(shè)備臺帳。
??? 12、與供電公司溝通,進(jìn)行35kV母線系統(tǒng)改造及并網(wǎng)方式改進(jìn)。
??? (1)#3主變投運后,采取35kV與110kV雙線上網(wǎng)方式,853開關(guān)做為備用開關(guān),不再合環(huán)運行。
??? (2)建議調(diào)整后鋪變35kVⅠ、Ⅱ母備自投保護(hù),選擇性投切熱Ⅰ線855、熱Ⅱ線856對側(cè)開關(guān)。
??? (3)建議將35kV母線PT更換為全絕緣PT,并加裝非線性電阻一次消諧裝置;調(diào)查后鋪變35kV母線PT是否已加裝(單側(cè)加裝,消諧效果不大)。
??? (4)建議加裝快切裝置(能實現(xiàn)自動同期合閘),即在853故障跳開時,同期速合熱Ⅱ線856開關(guān)。
??? (5)建議加裝故障錄波器,范圍考慮涵蓋110kV、35kV和所有機(jī)組。
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