某發(fā)電廠高廠變燒損事故
1 事故的分析簡(jiǎn)介:
1.1 某電廠裝機(jī)容量為2*300MW，發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，升壓站為220kV 內(nèi)橋接線，2007 年3 月1 日5 時(shí)27 分，2 號(hào)高廠變差動(dòng)保護(hù)、速斷保護(hù)動(dòng)作，#2 機(jī)組全停。
1.2 事故前的運(yùn)行方式： 1、2 號(hào)發(fā)變組運(yùn)行，220kV 201 開關(guān)、220kV 202 開關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開關(guān)運(yùn)行，1、2 號(hào)高廠變分別帶1、2 機(jī)廠用電運(yùn)行。
2 事故經(jīng)過
2007 年3 月1 日5 時(shí)27 分220kV202 開關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開關(guān)跳閘，2 號(hào)發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)跳閘，2 號(hào)高廠變A、B 分支開關(guān)跳閘，2 號(hào)機(jī)廠用電切換成功，2號(hào)機(jī)全停。檢查2 號(hào)發(fā)變組保護(hù)A、B 柜高廠變差動(dòng)保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作出口，C 柜高廠變輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作發(fā)信未返回。
啟動(dòng)2 號(hào)爐A 球么機(jī)時(shí),由于2 號(hào)爐A 球么機(jī)6kV FC 開關(guān)A 相熔斷器上樁頭金屬連片螺栓松動(dòng)產(chǎn)生電弧引起三相弧光短路。由于故障在開關(guān)進(jìn)線側(cè)，不在球么機(jī)保護(hù)范圍，保護(hù)不動(dòng)作行為正確。A 分支6kV 保護(hù)動(dòng)作最短時(shí)間為0.5s可見保護(hù)不動(dòng)作行為正確。三相短路電流通過2#高廠變?cè)斐衫@組變形引起B(yǎng) 相匝間短路從而引起高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，從錄波圖分析故障電流從開始到切除最28快301ms，切除后電流還有長時(shí)間衰減。發(fā)變組保護(hù)故障報(bào)告只能表明為高廠變差動(dòng)動(dòng)作，在動(dòng)作值及出口時(shí)間上無法確認(rèn)。按理論差動(dòng)保護(hù)出口時(shí)間30ms 計(jì)算，分析故障應(yīng)持續(xù)270ms 達(dá)到差動(dòng)電流值出口。高廠變B 相匝間短路引起繞組和油發(fā)熱分解產(chǎn)生氣體從而引起輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作。
3 事故后電氣一次設(shè)備檢查
3.1 6kV2A 段A 球磨機(jī)電源開關(guān)檢查：開關(guān)嚴(yán)重?zé)龘p，該FC 開關(guān)熔斷器上端頭多處連接螺栓燒熔。
3.2 2#高廠變檢查：
3.2.1 油色譜分析：事故后該發(fā)電廠抽取變壓器油樣送銅仁供電局進(jìn)行化驗(yàn)，化
驗(yàn)結(jié)果如下：
總烴 H2 乙炔 乙烷 甲烷 乙烯
527ppm 387ppm 267ppm 151ppm 104ppm 400ppm
從油樣分析結(jié)果可知油中總烴、乙炔、H2 的含量高超出規(guī)程規(guī)定，而乙炔、H2含量很高并構(gòu)成總烴的主要成分。由此根據(jù)三比值法判斷2#高廠變內(nèi)部短路，
產(chǎn)生弧光放電。
3.2.2 2#高廠變直流電阻、絕緣檢查
3.2.2.1 低壓側(cè)A 分支(單位:mΩ) 測(cè)量儀表:KSN-40 變壓器直流電阻測(cè)試儀相別 交接試驗(yàn)換算值(20℃) 故障后實(shí)測(cè)值故障后換算值(20℃)
a1o1 1.979 1.915 1.726
b1o1 1.977 1.691 1.524
c1o1 1.978 1.902 1.714
不平衡率 <2% 11.69% 11.69%
低壓側(cè)A分支相間不平衡率為11.69%，b1o1 相實(shí)測(cè)值與交接值相比相差29.72%，與《預(yù)規(guī)》規(guī)定值相比嚴(yán)重超標(biāo)。
3.2.2.2 高壓側(cè) (單位:mΩ) 測(cè)量儀表:KSN-40 變壓器直流電阻測(cè)試儀檔位 高壓繞組 實(shí)測(cè)直流電阻 換算值(20℃) 交接試驗(yàn)值(20℃)
BC 23.95 24.52 ------
1 AB 23.94 24.52 ------
AC 23.99 24.57 ------
BC 23.33 23.89 ------
2 AB 23.31 23.87 ------
AC 23.37 23.93 ------
BC 22.70 23.25 23.40
29
3 AB 22.69 23.24 23.37
AC 22.76 23.31 23.44
BC 22.09 22.62 ------
4 AB 22.08 22.61 ------
AC 22.15 22.68 ------
BC 21.47 21.99 ------
5 AB 21.46 21.98 ------
AC 21.53 22.05 ------
3.2.2.3 低壓側(cè)B 分支(單位:mΩ) 測(cè)量儀表:KSN-40 變壓器直流電阻測(cè)試儀相別交接試驗(yàn)換算值(20℃) 故障后實(shí)測(cè)值故障后換算值(20℃)
a2O2 1.921 1.953 1.760
b2O2 1.912 1.957 1.763
c2O2 1.910 1.952 1.759
低壓側(cè)B 分支相間不平衡率為0.26%，b2O2 相實(shí)測(cè)值與交接值相比相差8.58%。
3.2.3 2#高廠變變形測(cè)試
通過變形試驗(yàn)結(jié)果分析 20kV 側(cè)AB 相繞組、6.3kV 側(cè)低壓A 分支b 相、6.3kV側(cè)低壓B 分支b 相已發(fā)生變形。
4 事故原因分析
事故發(fā)生后檢查發(fā)現(xiàn) 6kV2A 段A 球磨機(jī)電源開關(guān)上端頭有燒傷痕跡，電源開關(guān)上端頭連接螺栓燒熔。初步判斷開關(guān)上端頭連接螺栓松動(dòng)及接觸面小，螺栓接觸不良發(fā)生電弧放電引起開關(guān)三相短路。開關(guān)三相短路造成2#高廠變燒損。
綜合以上情況分析，本次事故的原因是以下幾個(gè)方面：
4.1 經(jīng)電廠、廠家、試驗(yàn)院三方現(xiàn)場(chǎng)檢查及試驗(yàn)分析:在啟動(dòng)2 號(hào)爐A 球么機(jī)時(shí),由于2 號(hào)爐A 球么機(jī)6kV FC 開關(guān)A 相熔斷器上樁頭金屬連片螺栓松動(dòng)產(chǎn)生電弧引起三相弧光短路，由于故障在開關(guān)進(jìn)線側(cè)，不在球么機(jī)保護(hù)范圍，保護(hù)不動(dòng)作行為正確。A 分支6kV 保護(hù)動(dòng)作最短時(shí)間為0.5s 可見保護(hù)不動(dòng)作行為正確。三相短路電流通過2#高廠變強(qiáng)大電磁力造成高廠變繞組變形引起B(yǎng) 相匝間短路從而引起高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，從錄波圖分析故障電流從開始到切除最快301ms，切除后電流還有長時(shí)間衰減。發(fā)變組保護(hù)故障報(bào)告只能表明為高廠變差動(dòng)動(dòng)作，在動(dòng)作值及出口時(shí)間上無法確認(rèn)。按理論差動(dòng)保護(hù)出口時(shí)間30ms 計(jì)算，分析故障應(yīng)持續(xù)270ms 達(dá)到差動(dòng)電流值出口，保護(hù)動(dòng)作行為正確。三相短路電流和變壓器B 相匝間短路電流通過高廠變時(shí)引起繞組和油發(fā)熱分解產(chǎn)生氣體從而引起輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)動(dòng)作行為正確。
4.2 6kV2A 段A 球磨機(jī)開關(guān)上端頭螺栓接觸不良發(fā)生電弧放電引起開關(guān)三相短
路；
4.3 開關(guān)短路后造成變壓器低壓側(cè)遭受出口短路沖擊，變壓器燒損。
5 事故反措建議
針對(duì)以上幾個(gè)原因，制定以下幾條反措建議：
5.1 加強(qiáng)6kV 開關(guān)的檢查，緊固螺栓，防止因螺栓接觸不良發(fā)生電弧放電引發(fā)事
故；
5.2 2#機(jī)組準(zhǔn)備用啟備變代替高廠變運(yùn)行，應(yīng)制定相應(yīng)反措，防止機(jī)組在無備用電源下運(yùn)行出現(xiàn)重大事故；此次事故由于故障切除時(shí)間長造成變壓器損壞，其修復(fù)時(shí)間長影響電網(wǎng)、電廠安全運(yùn)行。變壓器在此短路電流條件下的抗短路能力時(shí)間據(jù)廠家說明只有250ms，這次事故達(dá)270 ms，超過限值。從此次事故汲取經(jīng)驗(yàn)各電廠必須更加加強(qiáng)安全防范工作。繼電保護(hù)動(dòng)作行為上分析，高廠變A 分支6kV 工作電源過流保護(hù)出口時(shí)間長使短路事故影響到變壓器本體。目前貴州電網(wǎng)各電廠高廠變?cè)O(shè)置保護(hù)大致情況是發(fā)變組保護(hù)中高廠變差動(dòng)保護(hù)（出口時(shí)間30ms）、高壓側(cè)復(fù)壓過流（出口時(shí)間1s 以上）、分支過流（一時(shí)限0.1s\二時(shí)限1s 以上）、6kV 工作電源段分支過流（一時(shí)限∝s\二時(shí)限0.5s 以上）。該電廠原設(shè)計(jì)發(fā)變組保護(hù)無分支過流保護(hù)，而6kV 工作電源段分支過流時(shí)限定值過長?？赡苁窃斐墒鹿试蛑?。從以上分析，希望各電廠對(duì)保護(hù)配置引起重視，對(duì)電氣一次設(shè)備保護(hù)從定值、時(shí)間等方面著手研究是否有安全可靠的應(yīng)對(duì)方案。
5.3 由于現(xiàn)場(chǎng)條件有限，建議2#高廠變返廠修復(fù)。
1.1 某電廠裝機(jī)容量為2*300MW，發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，升壓站為220kV 內(nèi)橋接線，2007 年3 月1 日5 時(shí)27 分，2 號(hào)高廠變差動(dòng)保護(hù)、速斷保護(hù)動(dòng)作，#2 機(jī)組全停。
1.2 事故前的運(yùn)行方式： 1、2 號(hào)發(fā)變組運(yùn)行，220kV 201 開關(guān)、220kV 202 開關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開關(guān)運(yùn)行，1、2 號(hào)高廠變分別帶1、2 機(jī)廠用電運(yùn)行。
2 事故經(jīng)過
2007 年3 月1 日5 時(shí)27 分220kV202 開關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開關(guān)跳閘，2 號(hào)發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)跳閘，2 號(hào)高廠變A、B 分支開關(guān)跳閘，2 號(hào)機(jī)廠用電切換成功，2號(hào)機(jī)全停。檢查2 號(hào)發(fā)變組保護(hù)A、B 柜高廠變差動(dòng)保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作出口，C 柜高廠變輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作發(fā)信未返回。
啟動(dòng)2 號(hào)爐A 球么機(jī)時(shí),由于2 號(hào)爐A 球么機(jī)6kV FC 開關(guān)A 相熔斷器上樁頭金屬連片螺栓松動(dòng)產(chǎn)生電弧引起三相弧光短路。由于故障在開關(guān)進(jìn)線側(cè)，不在球么機(jī)保護(hù)范圍，保護(hù)不動(dòng)作行為正確。A 分支6kV 保護(hù)動(dòng)作最短時(shí)間為0.5s可見保護(hù)不動(dòng)作行為正確。三相短路電流通過2#高廠變?cè)斐衫@組變形引起B(yǎng) 相匝間短路從而引起高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，從錄波圖分析故障電流從開始到切除最28快301ms，切除后電流還有長時(shí)間衰減。發(fā)變組保護(hù)故障報(bào)告只能表明為高廠變差動(dòng)動(dòng)作，在動(dòng)作值及出口時(shí)間上無法確認(rèn)。按理論差動(dòng)保護(hù)出口時(shí)間30ms 計(jì)算，分析故障應(yīng)持續(xù)270ms 達(dá)到差動(dòng)電流值出口。高廠變B 相匝間短路引起繞組和油發(fā)熱分解產(chǎn)生氣體從而引起輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作。
3 事故后電氣一次設(shè)備檢查
3.1 6kV2A 段A 球磨機(jī)電源開關(guān)檢查：開關(guān)嚴(yán)重?zé)龘p，該FC 開關(guān)熔斷器上端頭多處連接螺栓燒熔。
3.2 2#高廠變檢查：
3.2.1 油色譜分析：事故后該發(fā)電廠抽取變壓器油樣送銅仁供電局進(jìn)行化驗(yàn)，化
驗(yàn)結(jié)果如下：
總烴 H2 乙炔 乙烷 甲烷 乙烯
527ppm 387ppm 267ppm 151ppm 104ppm 400ppm
從油樣分析結(jié)果可知油中總烴、乙炔、H2 的含量高超出規(guī)程規(guī)定，而乙炔、H2含量很高并構(gòu)成總烴的主要成分。由此根據(jù)三比值法判斷2#高廠變內(nèi)部短路，
產(chǎn)生弧光放電。
3.2.2 2#高廠變直流電阻、絕緣檢查
3.2.2.1 低壓側(cè)A 分支(單位:mΩ) 測(cè)量儀表:KSN-40 變壓器直流電阻測(cè)試儀相別 交接試驗(yàn)換算值(20℃) 故障后實(shí)測(cè)值故障后換算值(20℃)
a1o1 1.979 1.915 1.726
b1o1 1.977 1.691 1.524
c1o1 1.978 1.902 1.714
不平衡率 <2% 11.69% 11.69%
低壓側(cè)A分支相間不平衡率為11.69%，b1o1 相實(shí)測(cè)值與交接值相比相差29.72%，與《預(yù)規(guī)》規(guī)定值相比嚴(yán)重超標(biāo)。
3.2.2.2 高壓側(cè) (單位:mΩ) 測(cè)量儀表:KSN-40 變壓器直流電阻測(cè)試儀檔位 高壓繞組 實(shí)測(cè)直流電阻 換算值(20℃) 交接試驗(yàn)值(20℃)
BC 23.95 24.52 ------
1 AB 23.94 24.52 ------
AC 23.99 24.57 ------
BC 23.33 23.89 ------
2 AB 23.31 23.87 ------
AC 23.37 23.93 ------
BC 22.70 23.25 23.40
29
3 AB 22.69 23.24 23.37
AC 22.76 23.31 23.44
BC 22.09 22.62 ------
4 AB 22.08 22.61 ------
AC 22.15 22.68 ------
BC 21.47 21.99 ------
5 AB 21.46 21.98 ------
AC 21.53 22.05 ------
3.2.2.3 低壓側(cè)B 分支(單位:mΩ) 測(cè)量儀表:KSN-40 變壓器直流電阻測(cè)試儀相別交接試驗(yàn)換算值(20℃) 故障后實(shí)測(cè)值故障后換算值(20℃)
a2O2 1.921 1.953 1.760
b2O2 1.912 1.957 1.763
c2O2 1.910 1.952 1.759
低壓側(cè)B 分支相間不平衡率為0.26%，b2O2 相實(shí)測(cè)值與交接值相比相差8.58%。
3.2.3 2#高廠變變形測(cè)試
通過變形試驗(yàn)結(jié)果分析 20kV 側(cè)AB 相繞組、6.3kV 側(cè)低壓A 分支b 相、6.3kV側(cè)低壓B 分支b 相已發(fā)生變形。
4 事故原因分析
事故發(fā)生后檢查發(fā)現(xiàn) 6kV2A 段A 球磨機(jī)電源開關(guān)上端頭有燒傷痕跡，電源開關(guān)上端頭連接螺栓燒熔。初步判斷開關(guān)上端頭連接螺栓松動(dòng)及接觸面小，螺栓接觸不良發(fā)生電弧放電引起開關(guān)三相短路。開關(guān)三相短路造成2#高廠變燒損。
綜合以上情況分析，本次事故的原因是以下幾個(gè)方面：
4.1 經(jīng)電廠、廠家、試驗(yàn)院三方現(xiàn)場(chǎng)檢查及試驗(yàn)分析:在啟動(dòng)2 號(hào)爐A 球么機(jī)時(shí),由于2 號(hào)爐A 球么機(jī)6kV FC 開關(guān)A 相熔斷器上樁頭金屬連片螺栓松動(dòng)產(chǎn)生電弧引起三相弧光短路，由于故障在開關(guān)進(jìn)線側(cè)，不在球么機(jī)保護(hù)范圍，保護(hù)不動(dòng)作行為正確。A 分支6kV 保護(hù)動(dòng)作最短時(shí)間為0.5s 可見保護(hù)不動(dòng)作行為正確。三相短路電流通過2#高廠變強(qiáng)大電磁力造成高廠變繞組變形引起B(yǎng) 相匝間短路從而引起高廠變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，從錄波圖分析故障電流從開始到切除最快301ms，切除后電流還有長時(shí)間衰減。發(fā)變組保護(hù)故障報(bào)告只能表明為高廠變差動(dòng)動(dòng)作，在動(dòng)作值及出口時(shí)間上無法確認(rèn)。按理論差動(dòng)保護(hù)出口時(shí)間30ms 計(jì)算，分析故障應(yīng)持續(xù)270ms 達(dá)到差動(dòng)電流值出口，保護(hù)動(dòng)作行為正確。三相短路電流和變壓器B 相匝間短路電流通過高廠變時(shí)引起繞組和油發(fā)熱分解產(chǎn)生氣體從而引起輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)動(dòng)作行為正確。
4.2 6kV2A 段A 球磨機(jī)開關(guān)上端頭螺栓接觸不良發(fā)生電弧放電引起開關(guān)三相短
路；
4.3 開關(guān)短路后造成變壓器低壓側(cè)遭受出口短路沖擊，變壓器燒損。
5 事故反措建議
針對(duì)以上幾個(gè)原因，制定以下幾條反措建議：
5.1 加強(qiáng)6kV 開關(guān)的檢查，緊固螺栓，防止因螺栓接觸不良發(fā)生電弧放電引發(fā)事
故；
5.2 2#機(jī)組準(zhǔn)備用啟備變代替高廠變運(yùn)行，應(yīng)制定相應(yīng)反措，防止機(jī)組在無備用電源下運(yùn)行出現(xiàn)重大事故；此次事故由于故障切除時(shí)間長造成變壓器損壞，其修復(fù)時(shí)間長影響電網(wǎng)、電廠安全運(yùn)行。變壓器在此短路電流條件下的抗短路能力時(shí)間據(jù)廠家說明只有250ms，這次事故達(dá)270 ms，超過限值。從此次事故汲取經(jīng)驗(yàn)各電廠必須更加加強(qiáng)安全防范工作。繼電保護(hù)動(dòng)作行為上分析，高廠變A 分支6kV 工作電源過流保護(hù)出口時(shí)間長使短路事故影響到變壓器本體。目前貴州電網(wǎng)各電廠高廠變?cè)O(shè)置保護(hù)大致情況是發(fā)變組保護(hù)中高廠變差動(dòng)保護(hù)（出口時(shí)間30ms）、高壓側(cè)復(fù)壓過流（出口時(shí)間1s 以上）、分支過流（一時(shí)限0.1s\二時(shí)限1s 以上）、6kV 工作電源段分支過流（一時(shí)限∝s\二時(shí)限0.5s 以上）。該電廠原設(shè)計(jì)發(fā)變組保護(hù)無分支過流保護(hù)，而6kV 工作電源段分支過流時(shí)限定值過長?？赡苁窃斐墒鹿试蛑?。從以上分析，希望各電廠對(duì)保護(hù)配置引起重視，對(duì)電氣一次設(shè)備保護(hù)從定值、時(shí)間等方面著手研究是否有安全可靠的應(yīng)對(duì)方案。
5.3 由于現(xiàn)場(chǎng)條件有限，建議2#高廠變返廠修復(fù)。