絕緣子閃絡(luò )放電,諧振過(guò)電壓致全廠(chǎng)停電
【事故經(jīng)過(guò)】
2003年6月1日17:30,某熱電廠(chǎng)廠(chǎng)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(xiàn)”光字牌亮。運行人員檢查35 kV配電室,同時(shí)查看35 kV絕緣監測表,發(fā)現C相顯示30 kV,A,B相在20~35 kV之間擺動(dòng);35 kV配電室外熱Ⅰ,Ⅱ出線(xiàn)穿墻套管處有放電聲,且熱Ⅰ線(xiàn)出線(xiàn)套管處放電聲音較大;35 kV配電室內其它設備均有放電聲。請示地調后斷開(kāi)熱Ⅰ線(xiàn)855開(kāi)關(guān)以便判斷故障點(diǎn),但接地現象未消除。
17:40,警笛警鈴響,813,853,31,11,800開(kāi)關(guān)以及高廠(chǎng)變和低廠(chǎng)變低壓側開(kāi)關(guān)均跳閘,全廠(chǎng)失電,運行人員復歸各跳閘開(kāi)關(guān)把手。
17:50,合813,853開(kāi)關(guān);通過(guò)35 kV II母線(xiàn)、850開(kāi)關(guān)、35 kV I母線(xiàn)和1號主變向10 kV I母線(xiàn)倒送電,全廠(chǎng)恢復供電。
17:53,現場(chǎng)運行人員電話(huà)匯報853開(kāi)關(guān)下口電纜放電嚴重,主控室運行人員隨即斷開(kāi)813,853開(kāi)關(guān),廠(chǎng)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(xiàn)電壓斷線(xiàn)”,“ 3號主變差動(dòng)”,“1號發(fā)電機復合電壓閉鎖過(guò)流聯(lián)跳11、滅磁開(kāi)關(guān)”,“復合電壓閉鎖過(guò)流聯(lián)跳800”,“2號低廠(chǎng)變低壓保護閉鎖”信號繼電器掉牌,復歸掉牌繼電器。
18:00,合熱Ⅰ線(xiàn)855開(kāi)關(guān),恢復廠(chǎng)用電。
18:10,檢查11開(kāi)關(guān)油質(zhì)變黑,做安全措施進(jìn)行換油處理。
21:35,1號發(fā)電機經(jīng)11開(kāi)關(guān)手動(dòng)準同期與系統并列,投強勵裝置。
22:03,投“1號主變復合電壓閉鎖過(guò)流聯(lián)跳850開(kāi)關(guān)”保護壓板,搖測35 kVⅡ母線(xiàn)絕緣合格,35 kVⅡ母經(jīng)850開(kāi)關(guān)送電成功。
22:15,合熱Ⅱ線(xiàn)856開(kāi)關(guān),投低周低壓解列裝置保護壓板。
【原因分析】
?? 經(jīng)事故調查小組認真分析后認為,以下原因導致853開(kāi)關(guān)下口電纜短路燒毀,造成全廠(chǎng)停電事故。
1、先前的“5.31”電網(wǎng)事故發(fā)生時(shí),853開(kāi)關(guān)瞬間通過(guò)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)調查發(fā)現,35 kV熱Ⅱ線(xiàn)西灰場(chǎng)轉角塔B相懸垂絕緣子有放電痕跡。分析后認為,由于西灰場(chǎng)轉角塔周?chē)h(huán)境較差,加之35 kV線(xiàn)路未按規定定期清掃、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(xiàn)線(xiàn)路閃絡(luò )放電作為激發(fā)條件,引起廠(chǎng)內35 kV系統發(fā)生高次諧波諧振,產(chǎn)生諧振過(guò)電壓,造成853開(kāi)關(guān)下口電纜B相最薄弱點(diǎn)處擊穿爆破,產(chǎn)生間歇性對地弧光放電,啟動(dòng)1號機和1號主變“復合電壓閉鎖過(guò)流”保護;因1號機組的“復合電壓閉鎖過(guò)流”保護的動(dòng)作時(shí)限小于1號主變的“復合電壓閉鎖過(guò)流”保護的動(dòng)作時(shí)限,造成1號發(fā)電機11開(kāi)關(guān)首先跳閘,切斷故障電流,但此時(shí)的故障電流值還未達到3號主變差動(dòng)保護和850開(kāi)關(guān)速斷保護動(dòng)作值,隨著(zhù)諧振的繼續,放電逐步發(fā)展成B,C兩相間弧光短路,3號主變差動(dòng)保護動(dòng)作,31,813,853開(kāi)關(guān)同時(shí)跳閘,全廠(chǎng)停運。
1)1號主變與1號發(fā)電機“復合電壓閉鎖過(guò)流保護”的時(shí)間整定值配合不當,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(dòng)保護和850開(kāi)關(guān)速斷保護動(dòng)作整定值過(guò)大,是造成11開(kāi)關(guān)越級跳閘的主要原因。
4、 運行人員判斷失誤,主要表現在:
1) 不能正確分析下雨天正常放電狀況,斷開(kāi)855開(kāi)關(guān)后,事故癥狀未消失,說(shuō)明故障點(diǎn)不在熱I線(xiàn),延誤了合855開(kāi)關(guān)恢復廠(chǎng)內供電的時(shí)機。
2) 斷開(kāi)855開(kāi)關(guān)后,事故癥狀未消失,而隨后3號主變三側開(kāi)關(guān)故障跳閘,此時(shí)應進(jìn)一步判斷故障點(diǎn)很可能在3號主變附近,而35 kV配電室外熱Ⅰ、Ⅱ出線(xiàn)穿墻套管的放電聲應為天氣潮濕的正?,F象。但是,值長(cháng)在未查明保護動(dòng)作狀態(tài)的情況下,盲目下令合813和853開(kāi)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(chǎng)3號主變產(chǎn)生過(guò)強烈的沖擊,致使3號主變與系統解列,各級專(zhuān)業(yè)人員對該事故對該廠(chǎng)電氣主系統可能產(chǎn)生的后果估計不足,未能及時(shí)進(jìn)行檢查并發(fā)現問(wèn)題。
4) 35 kV線(xiàn)路長(cháng)期未執行定期清掃工作,是產(chǎn)生閃絡(luò )放電的直接原因。
5) 對于諧振過(guò)電壓的知識,該廠(chǎng)各級技術(shù)人員及運行人員知之甚少,對其危害的嚴重性更是認識不足,也沒(méi)有制訂有效的防范措施和處理辦法。
【防范措施】
1、對設備,特別是高壓設備進(jìn)行全面檢查,消除一切設備隱患。
2、 盡快安排35 kV線(xiàn)路清掃,消除污閃隱患。
3、技術(shù)人員應加強諧振知識的學(xué)習,對過(guò)去發(fā)生過(guò)的類(lèi)似事故材料進(jìn)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、運行人員必須認真學(xué)習、執行運行規程,嚴格遵守各項規程制度,特別是事故處理原則。
5、加強運行人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓,開(kāi)展切實(shí)有效的事故演習活動(dòng)。根據季節變化制訂針對性的事故預想,提高運行人員事故狀態(tài)下的應變能力。
6、電力系統實(shí)際上是由電感、電容和電阻構成的復雜電路,可以組合成一系列具有不同自振頻率的振蕩回路。在進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作或出現其它異常時(shí),由于瞬變過(guò)程電源波會(huì )引起某種變化,非正弦的電源波含有一系列的諧波,當電路中的某一自振頻率與電源諧波頻率相等時(shí),就會(huì )出現這一頻率的諧振過(guò)電壓。諧振是一種穩態(tài)現象,諧振過(guò)電壓的持續時(shí)間可能很長(cháng),這種過(guò)電壓一旦發(fā)生,往往會(huì )造成嚴重的后果,因此在中性點(diǎn)不接地系統中,應在每組電壓互感器的高壓繞組中性點(diǎn)裝一只消諧器,以有效限制弧光接地過(guò)電壓和消除鐵磁諧振。
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