某發(fā)電廠高廠變燒損事故
1 事故的分析簡介:
1.1 某電廠裝機容量為2*300MW,發(fā)電機變壓器單元接線,升壓站為220kV 內(nèi)橋接線,2007 年3 月1 日5 時27 分,2 號高廠變差動保護、速斷保護動作,#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 開關(guān)、220kV 202 開關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開關(guān)運行,1、2 號高廠變分別帶1、2 機廠用電運行。
2 事故經(jīng)過
2007 年3 月1 日5 時27 分220kV202 開關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開關(guān)跳閘,2 號發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘,2 號高廠變A、B 分支開關(guān)跳閘,2 號機廠用電切換成功,2號機全停。檢查2 號發(fā)變組保護A、B 柜高廠變差動保護、差動速斷保護動作出口,C 柜高廠變輕瓦斯保護動作發(fā)信未返回。
啟動2 號爐A 球么機時,由于2 號爐A 球么機6kV FC 開關(guān)A 相熔斷器上樁頭金屬連片螺栓松動產(chǎn)生電弧引起三相弧光短路。由于故障在開關(guān)進線側(cè),不在球么機保護范圍,保護不動作行為正確。A 分支6kV 保護動作最短時間為0.5s可見保護不動作行為正確。三相短路電流通過2#高廠變造成繞組變形引起B(yǎng) 相匝間短路從而引起高廠變差動保護動作,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間衰減。發(fā)變組保護故障報告只能表明為高廠變差動動作,在動作值及出口時間上無法確認。按理論差動保護出口時間30ms 計算,分析故障應(yīng)持續(xù)270ms 達到差動電流值出口。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動作。
3 事故后電氣一次設(shè)備檢查
3.1 6kV2A 段A 球磨機電源開關(guān)檢查:開關(guān)嚴重?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行化驗,化
驗結(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) 測量儀表: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(cè)A分支相間不平衡率為11.69%,b1o1 相實測值與交接值相比相差29.72%,與《預(yù)規(guī)》規(guī)定值相比嚴重超標(biāo)。
3.2.2.2 高壓側(cè) (單位:mΩ) 測量儀表:KSN-40 變壓器直流電阻測試儀檔位 高壓繞組 實測直流電阻 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(cè)B 分支(單位:mΩ) 測量儀表: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(cè)B 分支相間不平衡率為0.26%,b2O2 相實測值與交接值相比相差8.58%。
3.2.3 2#高廠變變形測試
通過變形試驗結(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方面:
4.1 經(jīng)電廠、廠家、試驗院三方現(xiàn)場檢查及試驗分析:在啟動2 號爐A 球么機時,由于2 號爐A 球么機6kV FC 開關(guān)A 相熔斷器上樁頭金屬連片螺栓松動產(chǎn)生電弧引起三相弧光短路,由于故障在開關(guān)進線側(cè),不在球么機保護范圍,保護不動作行為正確。A 分支6kV 保護動作最短時間為0.5s 可見保護不動作行為正確。三相短路電流通過2#高廠變強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保護動作,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間衰減。發(fā)變組保護故障報告只能表明為高廠變差動動作,在動作值及出口時間上無法確認。按理論差動保護出口時間30ms 計算,分析故障應(yīng)持續(xù)270ms 達到差動電流值出口,保護動作行為正確。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作,保護動作行為正確。
4.2 6kV2A 段A 球磨機開關(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
針對以上幾個原因,制定以下幾條反措建議:
5.1 加強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#機組準備用啟備變代替高廠變運行,應(yīng)制定相應(yīng)反措,防止機組在無備用電源下運行出現(xiàn)重大事故;此次事故由于故障切除時間長造成變壓器損壞,其修復(fù)時間長影響電網(wǎng)、電廠安全運行。變壓器在此短路電流條件下的抗短路能力時間據(jù)廠家說明只有250ms,這次事故達270 ms,超過限值。從此次事故汲取經(jīng)驗各電廠必須更加加強安全防范工作。繼電保護動作行為上分析,高廠變A 分支6kV 工作電源過流保護出口時間長使短路事故影響到變壓器本體。目前貴州電網(wǎng)各電廠高廠變設(shè)置保護大致情況是發(fā)變組保護中高廠變差動保護(出口時間30ms)、高壓側(cè)復(fù)壓過流(出口時間1s 以上)、分支過流(一時限0.1s\二時限1s 以上)、6kV 工作電源段分支過流(一時限∝s\二時限0.5s 以上)。該電廠原設(shè)計發(fā)變組保護無分支過流保護,而6kV 工作電源段分支過流時限定值過長??赡苁窃斐墒鹿试蛑?。從以上分析,希望各電廠對保護配置引起重視,對電氣一次設(shè)備保護從定值、時間等方面著手研究是否有安全可靠的應(yīng)對方案。
5.3 由于現(xiàn)場條件有限,建議2#高廠變返廠修復(fù)。
1.1 某電廠裝機容量為2*300MW,發(fā)電機變壓器單元接線,升壓站為220kV 內(nèi)橋接線,2007 年3 月1 日5 時27 分,2 號高廠變差動保護、速斷保護動作,#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 開關(guān)、220kV 202 開關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開關(guān)運行,1、2 號高廠變分別帶1、2 機廠用電運行。
2 事故經(jīng)過
2007 年3 月1 日5 時27 分220kV202 開關(guān)、220kV 母聯(lián)橋開關(guān)跳閘,2 號發(fā)電機滅磁開關(guān)跳閘,2 號高廠變A、B 分支開關(guān)跳閘,2 號機廠用電切換成功,2號機全停。檢查2 號發(fā)變組保護A、B 柜高廠變差動保護、差動速斷保護動作出口,C 柜高廠變輕瓦斯保護動作發(fā)信未返回。
啟動2 號爐A 球么機時,由于2 號爐A 球么機6kV FC 開關(guān)A 相熔斷器上樁頭金屬連片螺栓松動產(chǎn)生電弧引起三相弧光短路。由于故障在開關(guān)進線側(cè),不在球么機保護范圍,保護不動作行為正確。A 分支6kV 保護動作最短時間為0.5s可見保護不動作行為正確。三相短路電流通過2#高廠變造成繞組變形引起B(yǎng) 相匝間短路從而引起高廠變差動保護動作,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間衰減。發(fā)變組保護故障報告只能表明為高廠變差動動作,在動作值及出口時間上無法確認。按理論差動保護出口時間30ms 計算,分析故障應(yīng)持續(xù)270ms 達到差動電流值出口。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動作。
3 事故后電氣一次設(shè)備檢查
3.1 6kV2A 段A 球磨機電源開關(guān)檢查:開關(guān)嚴重?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行化驗,化
驗結(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) 測量儀表: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(cè)A分支相間不平衡率為11.69%,b1o1 相實測值與交接值相比相差29.72%,與《預(yù)規(guī)》規(guī)定值相比嚴重超標(biāo)。
3.2.2.2 高壓側(cè) (單位:mΩ) 測量儀表:KSN-40 變壓器直流電阻測試儀檔位 高壓繞組 實測直流電阻 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(cè)B 分支(單位:mΩ) 測量儀表: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(cè)B 分支相間不平衡率為0.26%,b2O2 相實測值與交接值相比相差8.58%。
3.2.3 2#高廠變變形測試
通過變形試驗結(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方面:
4.1 經(jīng)電廠、廠家、試驗院三方現(xiàn)場檢查及試驗分析:在啟動2 號爐A 球么機時,由于2 號爐A 球么機6kV FC 開關(guān)A 相熔斷器上樁頭金屬連片螺栓松動產(chǎn)生電弧引起三相弧光短路,由于故障在開關(guān)進線側(cè),不在球么機保護范圍,保護不動作行為正確。A 分支6kV 保護動作最短時間為0.5s 可見保護不動作行為正確。三相短路電流通過2#高廠變強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保護動作,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間衰減。發(fā)變組保護故障報告只能表明為高廠變差動動作,在動作值及出口時間上無法確認。按理論差動保護出口時間30ms 計算,分析故障應(yīng)持續(xù)270ms 達到差動電流值出口,保護動作行為正確。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作,保護動作行為正確。
4.2 6kV2A 段A 球磨機開關(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
針對以上幾個原因,制定以下幾條反措建議:
5.1 加強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#機組準備用啟備變代替高廠變運行,應(yīng)制定相應(yīng)反措,防止機組在無備用電源下運行出現(xiàn)重大事故;此次事故由于故障切除時間長造成變壓器損壞,其修復(fù)時間長影響電網(wǎng)、電廠安全運行。變壓器在此短路電流條件下的抗短路能力時間據(jù)廠家說明只有250ms,這次事故達270 ms,超過限值。從此次事故汲取經(jīng)驗各電廠必須更加加強安全防范工作。繼電保護動作行為上分析,高廠變A 分支6kV 工作電源過流保護出口時間長使短路事故影響到變壓器本體。目前貴州電網(wǎng)各電廠高廠變設(shè)置保護大致情況是發(fā)變組保護中高廠變差動保護(出口時間30ms)、高壓側(cè)復(fù)壓過流(出口時間1s 以上)、分支過流(一時限0.1s\二時限1s 以上)、6kV 工作電源段分支過流(一時限∝s\二時限0.5s 以上)。該電廠原設(shè)計發(fā)變組保護無分支過流保護,而6kV 工作電源段分支過流時限定值過長??赡苁窃斐墒鹿试蛑?。從以上分析,希望各電廠對保護配置引起重視,對電氣一次設(shè)備保護從定值、時間等方面著手研究是否有安全可靠的應(yīng)對方案。
5.3 由于現(xiàn)場條件有限,建議2#高廠變返廠修復(fù)。