一起因雨水导致机组跳闸变压器着火事故的分析和预防论文_史鸿鹏

一起因雨水导致机组跳闸变压器着火事故的分析和预防论文_史鸿鹏

(国家电投大连发电有限公司 辽宁大连 116035 )

摘要:夏季因雨水增大,台风等恶劣天气增多,机组运行时防台防汛尤为重要,本文对某厂因雨水进入厂房后引起的一起事故进行分析,并提出预防措施。

关键词:夏季;雨水;分析; 预防

2018年6月17日,某电厂发生启备变、2号高厂变着火事故,造成两台变压器烧损,2号机组被迫停运,全厂备用电源失去。

一、事故原因分析:

(一)事故发生前的情况

6月17日,某地区降暴雨,下午16时,2号机组负荷337MW,发变组出线为500KV电南线;1号主变和220KV电柳1号线运行与220KVI母线,启备变和220KV电柳2号线运行在220KVII母线,母联开关合位。2号高厂变带本机10KV2A、2B段,2号高公变带10KV公用1B段。启备变热备用,快切装置正常投入运行。启备变型号为SFFZ10-CY-70000/220,高厂变型号为SFFZ10-CY-70000/20,冷却方式均为ONAF。

(二)事故发生过程

16时09分,2号机组跳闸,首出“发电机故障”,检查发现启备变区域、2号高厂变区域冒烟着火。

16时10分,因着火处冒浓烟无法靠近,拨打火警119。

16时10分,汽轮机转速下降,主机交流油泵跳闸,直流润滑油泵联启正常,密封油空侧交流油泵跳闸,空侧直流油泵联启。密封油氢侧交流油泵跳闸,氢侧直流油泵联启,柴油发电机联启运行正常。

16时11分,控制室DCS系统失电,确认着火设备为启备变、2号高厂变。

16时13分,就地开启真空破坏门,紧急停机。

(三)事故发生原因

1、事故发生的直接原因

10KV 母线室两段母线上方有消防排烟风机,风机进风口防火阀为开启状态;且为向内进风(设计为向外排风),当时正值暴雨天气,导致雨水经排烟风机吸入配电间,经柜体顶部散热孔流入至下部共箱封闭母线内,引起10KV2B段备用进线电源A相接地,导致事故发生。

2、事故扩大的直接原因

启备变单相接地后,因零序电流持续时间未达到延时动作时间,故零序保护未动作,继而发生两相短路,启备变差动动作后,因启备变2200开关拒动,而故障电流(1811A)又未达到启动失灵保护(1875A)动作条件,导致故障点未能及时切除,故障电流持续存在,是事故扩大的直接原因。最终发生三相短路后,触发“短引线差动保护动作”,2200开关成功跳闸,故障电流切除。

3、启备变着火原因

因启备变高压侧2200开关拒动,故障电流持续作用于变压器本体及套管,高压侧最大值达到1811A,超出变压器额定电流数倍,持续时间达1分20秒,造成变压器内部油温、压力急剧升高,压力释放阀爆开,重瓦斯动作,高温油、气喷出,是导致启备变着火的原因。

4、高厂变着火原因

当高厂变低压B分支与启备变低压B分支因2101B开关绝缘受到破坏形成环并后,低压侧瞬时故障电流最大值达到8000A,对高厂变低压侧造成巨大冲击,因变压器自身的抗短路能力不足,造成变压器本体内部高压侧绕组发生短路,短路电流最大值达到16KA,内部压力剧增,油箱爆裂,油、气喷出起火,导致高厂变着火烧损。

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5、DCS系统失电原因

DCS共两个电源柜,分别由UPS、机组保安段供电,两个电源柜同时给DCS供电。机组跳闸后,保安段失电,柴发在启动过程中UPS由220V直流蓄电池供电,因各直流油泵同时联启造成蓄电池端电压下降至176V,低于UPS直流输入额定电压的85%,UPS闭锁,最终导致DCS系统两路电源全部失去,系统失电。柴发启动完成后,保安段恢复正常,DCS系统恢复供电。

6、启备变高压侧2200开关拒动原因

2200开关控制直流由2号机组110V直流供电,当控制直流电压在72-110V 时,开关正确动作率100%;控制直流电压在40-71V时,开关正确动作率81%;控制直流电压在33V及以下时,开关不动作。在开关执行保护跳闸指令期间,由于直流母线电压低,未能可靠分闸。

7、直流母线绝缘降低原因

在故障发生时,2号机组10KV2B段工作、备用进线以及PT柜瞬间被短路弧光烧损,柜内保护、控制直流电流全部起火,同时发生多处短路并伴随接地,引起机组110V直流母线绝缘降低。

(四)事故暴露的问题

1、隐患排查不深入,设备巡回检查执行不到位

某电厂未能排查出配电间消防排烟风机反转,变压器区域火灾报警信号在集控室外,未能第一时间发现,导致隐患始终存在。

2、防汛管理不到位,防范意识不强

对大风、暴雨等异常天气事故预想不足,对配电间、电子设备间等重要设备的重视程度不足,恶劣天气未能及时发现设备异常。

3、技术监督工作开展不规范、不全面

机组220V蓄电池存在漏液、电极腐蚀、试验超期现象,启备变非电量保护没有开展定检,技术监督标准执行不规范,项目开展不全面,造成事故发生时UPS、DCS、发变组故障录波器的相继失电,产生极为不利的影响。

二、预防措施

1、提高设备巡检质量,夏季尤其对保护间、变频室、励磁间、热工电子间、直流UPS室空调运行状况及温度进行检查,发现问题及时消除。

2、巡检时间及巡检项目按要求执行,避免发生超巡检周期及巡检不到位。发现设备异常时,及时逐级汇报。

3、遇有大风、暴雨、大雪、冰雹、严寒、酷热、浓雾等天气时,要缩短巡检时间,增加检查次数,对重要部位重点检查,发现设备异常时,及时做好应对措施。

4、对机组蓄电池运行状况做到心中有数,直流系统发生故障第一时间进行处理。

5、设备定期试验按要求进行,试验结果要求有详细记录。

6、电气保护投退,应在先申请,批准后方可执行,紧急情况下,电话请示后执行。

7、注意升压站设备控制电源的供电方式,有单独的直流系统,也要注意设备运行状况,确保故障时保护能正确动作。

8、对各母线室轴流风机运行情况、墙壁裂缝及是否存在漏水情况进行排查,对发现的问题及时处理。

以上是对该起事故的分析及预防,由于本人的水平有限,文章尚有不足之处,希望能与大家共同探讨。

参考文献

[1]《变压器故障与监测》王晓莺等编著 机械工业出版社 2005-01

[2]《现场运行人员继电保护实用技术》廖小军,杨先义编著 中国电力出版社 2011-08-01

作者简介

史鸿鹏,(1981 -)男,国家电投大连发电有限公司 电气运行专工

论文作者:史鸿鹏

论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期

论文发表时间:2019/10/28

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