某發(fā)電廠(chǎng)高廠(chǎng)變燒損事故
1 事故的分析簡(jiǎn)介:
1.1 某電廠(chǎng)裝機容量為2*300MW，發(fā)電機變壓器單元接線(xiàn)，升壓站為220kV 內橋接線(xiàn)，2007 年3 月1 日5 時(shí)27 分，2 號高廠(chǎng)變差動(dòng)保護、速斷保護動(dòng)作，#2 機組全停。
1.2 事故前的運行方式： 1、2 號發(fā)變組運行，220kV 201 開(kāi)關(guān)、220kV 202 開(kāi)關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開(kāi)關(guān)運行，1、2 號高廠(chǎng)變分別帶1、2 機廠(chǎng)用電運行。
2 事故經(jīng)過(guò)
2007 年3 月1 日5 時(shí)27 分220kV202 開(kāi)關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開(kāi)關(guān)跳閘，2 號發(fā)電機滅磁開(kāi)關(guān)跳閘，2 號高廠(chǎng)變A、B 分支開(kāi)關(guān)跳閘，2 號機廠(chǎng)用電切換成功，2號機全停。檢查2 號發(fā)變組保護A、B 柜高廠(chǎng)變差動(dòng)保護、差動(dòng)速斷保護動(dòng)作出口，C 柜高廠(chǎng)變輕瓦斯保護動(dòng)作發(fā)信未返回。
啟動(dòng)2 號爐A 球么機時(shí),由于2 號爐A 球么機6kV FC 開(kāi)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(kāi)關(guān)進(jìn)線(xiàn)側，不在球么機保護范圍，保護不動(dòng)作行為正確。A 分支6kV 保護動(dòng)作最短時(shí)間為0.5s可見(jiàn)保護不動(dòng)作行為正確。三相短路電流通過(guò)2#高廠(chǎng)變造成繞組變形引起B 相匝間短路從而引起高廠(chǎng)變差動(dòng)保護動(dòng)作，從錄波圖分析故障電流從開(kāi)始到切除最28快301ms，切除后電流還有長(cháng)時(shí)間衰減。發(fā)變組保護故障報告只能表明為高廠(chǎng)變差動(dòng)動(dòng)作，在動(dòng)作值及出口時(shí)間上無(wú)法確認。按理論差動(dòng)保護出口時(shí)間30ms 計算，分析故障應持續270ms 達到差動(dòng)電流值出口。高廠(chǎng)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動(dòng)作。
3 事故后電氣一次設備檢查
3.1 6kV2A 段A 球磨機電源開(kāi)關(guān)檢查：開(kāi)關(guān)嚴重燒損，該FC 開(kāi)關(guān)熔斷器上端頭多處連接螺栓燒熔。
3.2 2#高廠(chǎng)變檢查：
3.2.1 油色譜分析：事故后該發(fā)電廠(chǎng)抽取變壓器油樣送銅仁供電局進(jìn)行化驗，化
驗結果如下：
總烴 H2 乙炔 乙烷 甲烷 乙烯
527ppm 387ppm 267ppm 151ppm 104ppm 400ppm
從油樣分析結果可知油中總烴、乙炔、H2 的含量高超出規程規定，而乙炔、H2含量很高并構成總烴的主要成分。由此根據三比值法判斷2#高廠(chǎng)變內部短路，
產(chǎn)生弧光放電。
3.2.2 2#高廠(chǎng)變直流電阻、絕緣檢查
3.2.2.1 低壓側A 分支(單位:mΩ) 測量?jì)x表:KSN-40 變壓器直流電阻測試儀相別 交接試驗換算值(20℃) 故障后實(shí)測值故障后換算值(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A分支相間不平衡率為11.69%，b1o1 相實(shí)測值與交接值相比相差29.72%，與《預規》規定值相比嚴重超標。
3.2.2.2 高壓側 (單位:mΩ) 測量?jì)x表:KSN-40 變壓器直流電阻測試儀檔位 高壓繞組 實(shí)測直流電阻 換算值(20℃) 交接試驗值(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B 分支(單位:mΩ) 測量?jì)x表:KSN-40 變壓器直流電阻測試儀相別交接試驗換算值(20℃) 故障后實(shí)測值故障后換算值(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B 分支相間不平衡率為0.26%，b2O2 相實(shí)測值與交接值相比相差8.58%。
3.2.3 2#高廠(chǎng)變變形測試
通過(guò)變形試驗結果分析 20kV 側AB 相繞組、6.3kV 側低壓A 分支b 相、6.3kV側低壓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 6kV2A 段A 球磨機電源開(kāi)關(guān)上端頭有燒傷痕跡，電源開(kāi)關(guān)上端頭連接螺栓燒熔。初步判斷開(kāi)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(kāi)關(guān)三相短路。開(kāi)關(guān)三相短路造成2#高廠(chǎng)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(chǎng)、廠(chǎng)家、試驗院三方現場(chǎng)檢查及試驗分析:在啟動(dòng)2 號爐A 球么機時(shí),由于2 號爐A 球么機6kV FC 開(kāi)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(kāi)關(guān)進(jìn)線(xiàn)側，不在球么機保護范圍，保護不動(dòng)作行為正確。A 分支6kV 保護動(dòng)作最短時(shí)間為0.5s 可見(jiàn)保護不動(dòng)作行為正確。三相短路電流通過(guò)2#高廠(chǎng)變強大電磁力造成高廠(chǎng)變繞組變形引起B 相匝間短路從而引起高廠(chǎng)變差動(dòng)保護動(dòng)作，從錄波圖分析故障電流從開(kāi)始到切除最快301ms，切除后電流還有長(cháng)時(shí)間衰減。發(fā)變組保護故障報告只能表明為高廠(chǎng)變差動(dòng)動(dòng)作，在動(dòng)作值及出口時(shí)間上無(wú)法確認。按理論差動(dòng)保護出口時(shí)間30ms 計算，分析故障應持續270ms 達到差動(dòng)電流值出口，保護動(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(guò)高廠(chǎng)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動(dòng)作，保護動(dòng)作行為正確。
4.2 6kV2A 段A 球磨機開(kāi)關(guān)上端頭螺栓接觸不良發(fā)生電弧放電引起開(kāi)關(guān)三相短
路；
4.3 開(kāi)關(guān)短路后造成變壓器低壓側遭受出口短路沖擊，變壓器燒損。
5 事故反措建議
針對以上幾個(gè)原因，制定以下幾條反措建議：
5.1 加強6kV 開(kāi)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#機組準備用啟備變代替高廠(chǎng)變運行，應制定相應反措，防止機組在無(wú)備用電源下運行出現重大事故；此次事故由于故障切除時(shí)間長(cháng)造成變壓器損壞，其修復時(shí)間長(cháng)影響電網(wǎng)、電廠(chǎng)安全運行。變壓器在此短路電流條件下的抗短路能力時(shí)間據廠(chǎng)家說(shuō)明只有250ms，這次事故達270 ms，超過(guò)限值。從此次事故汲取經(jīng)驗各電廠(chǎng)必須更加加強安全防范工作。繼電保護動(dòng)作行為上分析，高廠(chǎng)變A 分支6kV 工作電源過(guò)流保護出口時(shí)間長(cháng)使短路事故影響到變壓器本體。目前貴州電網(wǎng)各電廠(chǎng)高廠(chǎng)變設置保護大致情況是發(fā)變組保護中高廠(chǎng)變差動(dòng)保護（出口時(shí)間30ms）、高壓側復壓過(guò)流（出口時(shí)間1s 以上）、分支過(guò)流（一時(shí)限0.1s\二時(shí)限1s 以上）、6kV 工作電源段分支過(guò)流（一時(shí)限∝s\二時(shí)限0.5s 以上）。該電廠(chǎng)原設計發(fā)變組保護無(wú)分支過(guò)流保護，而6kV 工作電源段分支過(guò)流時(shí)限定值過(guò)長(cháng)?？赡苁窃斐墒鹿试蛑?。從以上分析，希望各電廠(chǎng)對保護配置引起重視，對電氣一次設備保護從定值、時(shí)間等方面著(zhù)手研究是否有安全可靠的應對方案。
5.3 由于現場(chǎng)條件有限，建議2#高廠(chǎng)變返廠(chǎng)修復。
1.1 某電廠(chǎng)裝機容量為2*300MW，發(fā)電機變壓器單元接線(xiàn)，升壓站為220kV 內橋接線(xiàn)，2007 年3 月1 日5 時(shí)27 分，2 號高廠(chǎng)變差動(dòng)保護、速斷保護動(dòng)作，#2 機組全停。
1.2 事故前的運行方式： 1、2 號發(fā)變組運行，220kV 201 開(kāi)關(guān)、220kV 202 開(kāi)關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開(kāi)關(guān)運行，1、2 號高廠(chǎng)變分別帶1、2 機廠(chǎng)用電運行。
2 事故經(jīng)過(guò)
2007 年3 月1 日5 時(shí)27 分220kV202 開(kāi)關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開(kāi)關(guān)跳閘，2 號發(fā)電機滅磁開(kāi)關(guān)跳閘，2 號高廠(chǎng)變A、B 分支開(kāi)關(guān)跳閘，2 號機廠(chǎng)用電切換成功，2號機全停。檢查2 號發(fā)變組保護A、B 柜高廠(chǎng)變差動(dòng)保護、差動(dòng)速斷保護動(dòng)作出口，C 柜高廠(chǎng)變輕瓦斯保護動(dòng)作發(fā)信未返回。
啟動(dòng)2 號爐A 球么機時(shí),由于2 號爐A 球么機6kV FC 開(kāi)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(kāi)關(guān)進(jìn)線(xiàn)側，不在球么機保護范圍，保護不動(dòng)作行為正確。A 分支6kV 保護動(dòng)作最短時(shí)間為0.5s可見(jiàn)保護不動(dòng)作行為正確。三相短路電流通過(guò)2#高廠(chǎng)變造成繞組變形引起B 相匝間短路從而引起高廠(chǎng)變差動(dòng)保護動(dòng)作，從錄波圖分析故障電流從開(kāi)始到切除最28快301ms，切除后電流還有長(cháng)時(shí)間衰減。發(fā)變組保護故障報告只能表明為高廠(chǎng)變差動(dòng)動(dòng)作，在動(dòng)作值及出口時(shí)間上無(wú)法確認。按理論差動(dòng)保護出口時(shí)間30ms 計算，分析故障應持續270ms 達到差動(dòng)電流值出口。高廠(chǎng)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動(dòng)作。
3 事故后電氣一次設備檢查
3.1 6kV2A 段A 球磨機電源開(kāi)關(guān)檢查：開(kāi)關(guān)嚴重燒損，該FC 開(kāi)關(guān)熔斷器上端頭多處連接螺栓燒熔。
3.2 2#高廠(chǎng)變檢查：
3.2.1 油色譜分析：事故后該發(fā)電廠(chǎng)抽取變壓器油樣送銅仁供電局進(jìn)行化驗，化
驗結果如下：
總烴 H2 乙炔 乙烷 甲烷 乙烯
527ppm 387ppm 267ppm 151ppm 104ppm 400ppm
從油樣分析結果可知油中總烴、乙炔、H2 的含量高超出規程規定，而乙炔、H2含量很高并構成總烴的主要成分。由此根據三比值法判斷2#高廠(chǎng)變內部短路，
產(chǎn)生弧光放電。
3.2.2 2#高廠(chǎng)變直流電阻、絕緣檢查
3.2.2.1 低壓側A 分支(單位:mΩ) 測量?jì)x表:KSN-40 變壓器直流電阻測試儀相別 交接試驗換算值(20℃) 故障后實(shí)測值故障后換算值(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A分支相間不平衡率為11.69%，b1o1 相實(shí)測值與交接值相比相差29.72%，與《預規》規定值相比嚴重超標。
3.2.2.2 高壓側 (單位:mΩ) 測量?jì)x表:KSN-40 變壓器直流電阻測試儀檔位 高壓繞組 實(shí)測直流電阻 換算值(20℃) 交接試驗值(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B 分支(單位:mΩ) 測量?jì)x表:KSN-40 變壓器直流電阻測試儀相別交接試驗換算值(20℃) 故障后實(shí)測值故障后換算值(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B 分支相間不平衡率為0.26%，b2O2 相實(shí)測值與交接值相比相差8.58%。
3.2.3 2#高廠(chǎng)變變形測試
通過(guò)變形試驗結果分析 20kV 側AB 相繞組、6.3kV 側低壓A 分支b 相、6.3kV側低壓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 6kV2A 段A 球磨機電源開(kāi)關(guān)上端頭有燒傷痕跡，電源開(kāi)關(guān)上端頭連接螺栓燒熔。初步判斷開(kāi)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(kāi)關(guān)三相短路。開(kāi)關(guān)三相短路造成2#高廠(chǎng)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(chǎng)、廠(chǎng)家、試驗院三方現場(chǎng)檢查及試驗分析:在啟動(dòng)2 號爐A 球么機時(shí),由于2 號爐A 球么機6kV FC 開(kāi)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(kāi)關(guān)進(jìn)線(xiàn)側，不在球么機保護范圍，保護不動(dòng)作行為正確。A 分支6kV 保護動(dòng)作最短時(shí)間為0.5s 可見(jiàn)保護不動(dòng)作行為正確。三相短路電流通過(guò)2#高廠(chǎng)變強大電磁力造成高廠(chǎng)變繞組變形引起B 相匝間短路從而引起高廠(chǎng)變差動(dòng)保護動(dòng)作，從錄波圖分析故障電流從開(kāi)始到切除最快301ms，切除后電流還有長(cháng)時(shí)間衰減。發(fā)變組保護故障報告只能表明為高廠(chǎng)變差動(dòng)動(dòng)作，在動(dòng)作值及出口時(shí)間上無(wú)法確認。按理論差動(dòng)保護出口時(shí)間30ms 計算，分析故障應持續270ms 達到差動(dòng)電流值出口，保護動(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(guò)高廠(chǎng)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動(dòng)作，保護動(dòng)作行為正確。
4.2 6kV2A 段A 球磨機開(kāi)關(guān)上端頭螺栓接觸不良發(fā)生電弧放電引起開(kāi)關(guān)三相短
路；
4.3 開(kāi)關(guān)短路后造成變壓器低壓側遭受出口短路沖擊，變壓器燒損。
5 事故反措建議
針對以上幾個(gè)原因，制定以下幾條反措建議：
5.1 加強6kV 開(kāi)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#機組準備用啟備變代替高廠(chǎng)變運行，應制定相應反措，防止機組在無(wú)備用電源下運行出現重大事故；此次事故由于故障切除時(shí)間長(cháng)造成變壓器損壞，其修復時(shí)間長(cháng)影響電網(wǎng)、電廠(chǎng)安全運行。變壓器在此短路電流條件下的抗短路能力時(shí)間據廠(chǎng)家說(shuō)明只有250ms，這次事故達270 ms，超過(guò)限值。從此次事故汲取經(jīng)驗各電廠(chǎng)必須更加加強安全防范工作。繼電保護動(dòng)作行為上分析，高廠(chǎng)變A 分支6kV 工作電源過(guò)流保護出口時(shí)間長(cháng)使短路事故影響到變壓器本體。目前貴州電網(wǎng)各電廠(chǎng)高廠(chǎng)變設置保護大致情況是發(fā)變組保護中高廠(chǎng)變差動(dòng)保護（出口時(shí)間30ms）、高壓側復壓過(guò)流（出口時(shí)間1s 以上）、分支過(guò)流（一時(shí)限0.1s\二時(shí)限1s 以上）、6kV 工作電源段分支過(guò)流（一時(shí)限∝s\二時(shí)限0.5s 以上）。該電廠(chǎng)原設計發(fā)變組保護無(wú)分支過(guò)流保護，而6kV 工作電源段分支過(guò)流時(shí)限定值過(guò)長(cháng)?？赡苁窃斐墒鹿试蛑?。從以上分析，希望各電廠(chǎng)對保護配置引起重視，對電氣一次設備保護從定值、時(shí)間等方面著(zhù)手研究是否有安全可靠的應對方案。
5.3 由于現場(chǎng)條件有限，建議2#高廠(chǎng)變返廠(chǎng)修復。