絕緣子閃絡(luò)放電,諧振過電壓致全廠停電
【事故經(jīng)過】
2003年6月1日17:30,某熱電廠廠主控室警鈴響,“35 kVⅠ母接地”、“35 kVⅡ母接地”光字牌頻閃,“電壓解列斷線”光字牌亮。運行人員檢查35 kV配電室,同時查看35 kV絕緣監(jiān)測表,發(fā)現(xiàn)C相顯示30 kV,A,B相在20~35 kV之間擺動;35 kV配電室外熱Ⅰ,Ⅱ出線穿墻套管處有放電聲,且熱Ⅰ線出線套管處放電聲音較大;35 kV配電室內(nèi)其它設(shè)備均有放電聲。請示地調(diào)后斷開熱Ⅰ線855開關(guān)以便判斷故障點,但接地現(xiàn)象未消除。
17:40,警笛警鈴響,813,853,31,11,800開關(guān)以及高廠變和低廠變低壓側(cè)開關(guān)均跳閘,全廠失電,運行人員復(fù)歸各跳閘開關(guān)把手。
17:50,合813,853開關(guān);通過35 kV II母線、850開關(guān)、35 kV I母線和1號主變向10 kV I母線倒送電,全廠恢復(fù)供電。
17:53,現(xiàn)場運行人員電話匯報853開關(guān)下口電纜放電嚴(yán)重,主控室運行人員隨即斷開813,853開關(guān),廠用電再次丟失。檢查保護屏“35 kVⅠ母接地”,“35 kV Ⅱ母接地”,“35 kV母線電壓斷線”,“ 3號主變差動”,“1號發(fā)電機復(fù)合電壓閉鎖過流聯(lián)跳11、滅磁開關(guān)”,“復(fù)合電壓閉鎖過流聯(lián)跳800”,“2號低廠變低壓保護閉鎖”信號繼電器掉牌,復(fù)歸掉牌繼電器。
18:00,合熱Ⅰ線855開關(guān),恢復(fù)廠用電。
18:10,檢查11開關(guān)油質(zhì)變黑,做安全措施進行換油處理。
21:35,1號發(fā)電機經(jīng)11開關(guān)手動準(zhǔn)同期與系統(tǒng)并列,投強勵裝置。
22:03,投“1號主變復(fù)合電壓閉鎖過流聯(lián)跳850開關(guān)”保護壓板,搖測35 kVⅡ母線絕緣合格,35 kVⅡ母經(jīng)850開關(guān)送電成功。
22:15,合熱Ⅱ線856開關(guān),投低周低壓解列裝置保護壓板。
【原因分析】
?? 經(jīng)事故調(diào)查小組認(rèn)真分析后認(rèn)為,以下原因?qū)е?53開關(guān)下口電纜短路燒毀,造成全廠停電事故。
1、先前的“5.31”電網(wǎng)事故發(fā)生時,853開關(guān)瞬間通過較大電流,沖擊電纜,使絕緣強度降低。
2、 事故發(fā)生前,天氣潮濕,陰有小雨并伴有雷電。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),35 kV熱Ⅱ線西灰場轉(zhuǎn)角塔B相懸垂絕緣子有放電痕跡。分析后認(rèn)為,由于西灰場轉(zhuǎn)角塔周圍環(huán)境較差,加之35 kV線路未按規(guī)定定期清掃、試驗,絕緣子表面污穢物吸收水分,泄漏電流增加,在電流密度比較大的部位形成了干燥帶,干燥帶承擔(dān)較高的電壓,將產(chǎn)生輝光放電,繼而產(chǎn)生局部電弧,最終形成閃絡(luò)放電。
3、35 kV熱Ⅱ線線路閃絡(luò)放電作為激發(fā)條件,引起廠內(nèi)35 kV系統(tǒng)發(fā)生高次諧波諧振,產(chǎn)生諧振過電壓,造成853開關(guān)下口電纜B相最薄弱點處擊穿爆破,產(chǎn)生間歇性對地弧光放電,啟動1號機和1號主變“復(fù)合電壓閉鎖過流”保護;因1號機組的“復(fù)合電壓閉鎖過流”保護的動作時限小于1號主變的“復(fù)合電壓閉鎖過流”保護的動作時限,造成1號發(fā)電機11開關(guān)首先跳閘,切斷故障電流,但此時的故障電流值還未達(dá)到3號主變差動保護和850開關(guān)速斷保護動作值,隨著諧振的繼續(xù),放電逐步發(fā)展成B,C兩相間弧光短路,3號主變差動保護動作,31,813,853開關(guān)同時跳閘,全廠停運。
1)1號主變與1號發(fā)電機“復(fù)合電壓閉鎖過流保護”的時間整定值配合不當(dāng),致使1號發(fā)電機先于1號主變跳閘,造成1號發(fā)電機停機。
2) 3號主變差動保護和850開關(guān)速斷保護動作整定值過大,是造成11開關(guān)越級跳閘的主要原因。
4、 運行人員判斷失誤,主要表現(xiàn)在:
1) 不能正確分析下雨天正常放電狀況,斷開855開關(guān)后,事故癥狀未消失,說明故障點不在熱I線,延誤了合855開關(guān)恢復(fù)廠內(nèi)供電的時機。
2) 斷開855開關(guān)后,事故癥狀未消失,而隨后3號主變?nèi)齻?cè)開關(guān)故障跳閘,此時應(yīng)進一步判斷故障點很可能在3號主變附近,而35 kV配電室外熱Ⅰ、Ⅱ出線穿墻套管的放電聲應(yīng)為天氣潮濕的正?,F(xiàn)象。但是,值長在未查明保護動作狀態(tài)的情況下,盲目下令合813和853開關(guān),致使3號主變再次投入。
3)“5.31”電網(wǎng)發(fā)生的事故,曾經(jīng)對該廠3號主變產(chǎn)生過強烈的沖擊,致使3號主變與系統(tǒng)解列,各級專業(yè)人員對該事故對該廠電氣主系統(tǒng)可能產(chǎn)生的后果估計不足,未能及時進行檢查并發(fā)現(xiàn)問題。
4) 35 kV線路長期未執(zhí)行定期清掃工作,是產(chǎn)生閃絡(luò)放電的直接原因。
5) 對于諧振過電壓的知識,該廠各級技術(shù)人員及運行人員知之甚少,對其危害的嚴(yán)重性更是認(rèn)識不足,也沒有制訂有效的防范措施和處理辦法。
【防范措施】
1、對設(shè)備,特別是高壓設(shè)備進行全面檢查,消除一切設(shè)備隱患。
2、 盡快安排35 kV線路清掃,消除污閃隱患。
3、技術(shù)人員應(yīng)加強諧振知識的學(xué)習(xí),對過去發(fā)生過的類似事故材料進行收集、整理和分析,制定消除各電壓等級諧振的有效措施及處理辦法。
4、運行人員必須認(rèn)真學(xué)習(xí)、執(zhí)行運行規(guī)程,嚴(yán)格遵守各項規(guī)程制度,特別是事故處理原則。
5、加強運行人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn),開展切實有效的事故演習(xí)活動。根據(jù)季節(jié)變化制訂針對性的事故預(yù)想,提高運行人員事故狀態(tài)下的應(yīng)變能力。
6、電力系統(tǒng)實際上是由電感、電容和電阻構(gòu)成的復(fù)雜電路,可以組合成一系列具有不同自振頻率的振蕩回路。在進行開關(guān)操作或出現(xiàn)其它異常時,由于瞬變過程電源波會引起某種變化,非正弦的電源波含有一系列的諧波,當(dāng)電路中的某一自振頻率與電源諧波頻率相等時,就會出現(xiàn)這一頻率的諧振過電壓。諧振是一種穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象,諧振過電壓的持續(xù)時間可能很長,這種過電壓一旦發(fā)生,往往會造成嚴(yán)重的后果,因此在中性點不接地系統(tǒng)中,應(yīng)在每組電壓互感器的高壓繞組中性點裝一只消諧器,以有效限制弧光接地過電壓和消除鐵磁諧振。
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