安徽某發(fā)電公司全廠停電事故調(diào)查報(bào)告
轉(zhuǎn)載。
一、事故發(fā)生經(jīng)過和救援檢查情況
(一)事故前工況
2021 年07 月10 日19 時(shí)58 分,安徽某電廠1 號、2 號機(jī)組正常運(yùn)行,1 號機(jī)組負(fù)荷610MW,2 號機(jī)組負(fù)荷620MW,220kV 雙母線并列正常方式運(yùn)行,01號啟備變掛Ⅱ母。
(二)事故發(fā)生經(jīng)過
2021 年07 月10 日19 時(shí)58 分,1 號、2 號機(jī)組正常運(yùn)行,1 號機(jī)組負(fù)荷610MW,2 號機(jī)組負(fù)荷620MW,220kV 雙母線并列正常方式運(yùn)行。
19 時(shí)58 分33 秒,1 號主變差動保護(hù)動作,機(jī)組跳閘,廠用電切換正常。火災(zāi)報(bào)警裝置發(fā)“1 號主變區(qū)域火災(zāi)”報(bào)警信號,就地檢查1 號主變高壓側(cè)起火,壓力釋放閥動作,A 相高壓套管檢修手孔門爆破。
20 時(shí)02 分06 秒,2 號主變差動保護(hù)動作,機(jī)組跳閘,廠用電切換正常。全廠對外停止供電。
20 時(shí)04 分35 秒,1 號主變消防水噴淋啟動噴水。
20 時(shí)18 分,01 號啟備變高壓側(cè)開關(guān)在合閘狀態(tài),1 號、2 機(jī)6kV 工作A、B 段備用電源進(jìn)線開關(guān)跳閘,雙機(jī)廠用電失電,1 號、2 機(jī)組柴發(fā)聯(lián)鎖啟動正常。220KV 母線及出線運(yùn)行無異常。
21 時(shí)00 分,1 號主變處火情全部消除。
(三)事故救援情況
1.事故發(fā)生后,公司領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)人員第一時(shí)間趕到現(xiàn)場,立即啟動火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案,報(bào)火警,廠內(nèi)消防隊(duì)和縣消防隊(duì)接到報(bào)警后,很快趕到現(xiàn)場施救。隨后,安徽某電廠立即向公司、國家能源局華東監(jiān)管局進(jìn)行報(bào)告。并成立現(xiàn)場應(yīng)急指揮部及應(yīng)急小組,組織開展應(yīng)急處置和設(shè)備搶修工作,確保應(yīng)急過程中人員及設(shè)備安全。經(jīng)過1 小時(shí)2 分鐘,現(xiàn)場明火撲滅,無人員傷亡。
2.集團(tuán)高度重視本次事故,緊急成立搶修小組,第一時(shí)間趕到現(xiàn)場開展事故救援及搶修工作。
3.經(jīng)過搶修,2 號機(jī)組于2021 年7 月19 日22 時(shí)36 分恢復(fù)并網(wǎng)發(fā)電。
(四)事故檢查情況
1.保護(hù)動作情況
19:58:33:8791 1 號主變差動保護(hù)動作;
19:58:33:9079 1 號主變高壓側(cè)斷路器跳開;
19:58:33:914 1 號主變壓力釋放閥變位由0 變1;
19:58:33:942 1 號主變重瓦斯變位由0 變1;
19:58:33:946 1 號主變斷路器故障聯(lián)跳變位由0變1;
19:58:33:980 1 號主變輕瓦斯變位由0 變1;
20:02:06.7103 2 號主變差動保護(hù)跳閘。
2.1 號主變區(qū)域檢查情況
1 號主變及附近設(shè)備、電纜燒損,設(shè)備設(shè)施及墻體熏黑,上方3 層電纜橋架電纜燒損;1-3 號散熱風(fēng)扇燒損并漏油;A相升高座接線手孔蓋板及CT 端子盒崩開掉落,3 個(gè)壓力釋放閥動作噴油,A 相頂針因爆炸飛出;A 相側(cè)變壓器殼體加強(qiáng)筋焊縫開裂;A 相GIL 母管(鋁質(zhì))燒熔掉落;GIS 匯控柜內(nèi)電纜燒損、盤柜表面熏黑。
3.1 號主變內(nèi)部檢查情況
1 號主變B 相無載開關(guān)軸與開關(guān)之間斷開;高壓下部導(dǎo)油盒上表面有可見絕緣碳化物和絕緣碎屑,導(dǎo)油盒及鐵心夾件上有明顯污染;A 相高壓均壓球脫落,安裝孔撕裂,高壓引線絕緣脫落;其中一根高壓引線電纜上有燒蝕痕跡,對應(yīng)升高座內(nèi)壁有放電痕跡。
4.1 號主變A 相套管檢查情況
對1 號主變A 相高壓套管拆解后發(fā)現(xiàn)套管背向末屏接地點(diǎn)側(cè)表面光滑,附著碳化物,非火燒特征;套管末屏接地點(diǎn)側(cè)軸向有貫穿性燒損通道,其中末屏范圍有3 道裂縫,裂口部位呈由內(nèi)向外狀,且局部裂縫有膠狀碳化碎塊;A 相電流互感器B 相側(cè)(套管燒損處)嚴(yán)重?zé)龘p碳化,其余部分絕緣為本色;套管末屏接地引線絕緣燒損碳化,引出線孔洞內(nèi)積有碳化碎屑,末屏接地引線斷開,末屏內(nèi)部接地點(diǎn)周圍嚴(yán)重?zé)龘p碳化;A 相高壓繞組4 個(gè)接線端子外觀檢查無過熱現(xiàn)象,直流電阻測試和X 光拍片未見異常。
5.1 號主變油色譜分析情況
1 號主變壓器在線色譜數(shù)據(jù)與取樣分析數(shù)據(jù)趨勢顯示各組分氣體呈緩慢上升趨勢,產(chǎn)氣率較低。其中乙烯從2018年11 月19 日投入運(yùn)行前的0ppm 持續(xù)增長,到2021 年1 月11 日升高到19.13ppm,增長相對明顯。
6.1 號主變壓器故障后絕緣和繞組試驗(yàn)情況故障后進(jìn)行1 號主變壓器絕緣試驗(yàn)和直流電阻試驗(yàn),直阻和絕緣未見異常。
7.1 號主變高壓套管末屏在線監(jiān)測裝置檢修情況1 號主變2018 年11 月投運(yùn)以來,在2020 年9 月機(jī)組C時(shí)對主變進(jìn)行了預(yù)防性試驗(yàn),未進(jìn)行主變高壓套管末屏對地絕緣電阻、電容量和介損試驗(yàn),未拆接套管傳感器。
二、事故造成的人員傷亡和直接經(jīng)濟(jì)損失
(一)人員傷亡情況
無人員傷亡。
(二)設(shè)備損失情況
1 號主變高壓側(cè)GIL 及套管、變壓器油、部分電纜橋架及電纜燒損,外墻鋁飾板、屋頂不同程度受損。直接經(jīng)濟(jì)損失76.7 萬元。
三、事故原因及事故性質(zhì)
(一)事故直接原因
1 號主變A 相高壓套管末屏運(yùn)行中接地不良,產(chǎn)生高電位懸浮放電、發(fā)熱,造成套管末屏絕緣和引線絕緣損壞,主變內(nèi)部發(fā)生短路接地、噴油著火。
1號主變高壓套管加裝了末屏在線監(jiān)測裝置,末屏引線經(jīng)過(末屏接地端子-套管傳感器內(nèi)部過渡導(dǎo)電桿-過渡接地銅片-傳感器外殼-接地端子金屬固定座-金屬座4個(gè)固定螺釘-法蘭)6個(gè)環(huán)節(jié)接地。2018年11月投產(chǎn)以來,1號主變及高壓套管未安排過檢修、試驗(yàn),套管末屏接地裝置未進(jìn)行過拆、接作業(yè)。運(yùn)行中末屏接地不良,持續(xù)高電位懸浮放電造成末屏接地點(diǎn)處絕緣燒損和套管沿面爬電燒蝕發(fā)熱,最終發(fā)展為沿面對法蘭擊穿接地故障,短路電弧產(chǎn)生的巨大能量,使油箱內(nèi)部壓力瞬間急劇升高,均壓球脫落,引發(fā)接線端子對升高座內(nèi)壁二次放電接地故障,導(dǎo)致壓力釋放器動作,升高座手孔蓋板、CT端子盒崩落,手孔處噴油著火。
(二)事故擴(kuò)大原因
1 號主變、01 號啟備變同室布置。01 號啟備變、1 號主變、2 號主變至GIS 室各屏柜信號、保護(hù)、通訊等電(光)纜全部敷設(shè)在1 號主變上方同一個(gè)電纜通道橋架上。1 號主變著火后,將1 號主變、2 號主變和01 號啟備變一、二次電纜全部燒毀,造成兩臺機(jī)組跳閘,全廠失電。
(三)事故性質(zhì)
一般設(shè)備事故。
四、事故暴露出的問題
(一)設(shè)備質(zhì)量不合格
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,1 號主變高壓套管末屏加裝在線監(jiān)測裝置,導(dǎo)致末屏接地環(huán)節(jié)增多,傳感器緊固不牢、內(nèi)部彈簧松弛、銅片虛接均會引起接地不良,通過固定螺栓作為接地終端不符合末屏接地要求。主變生產(chǎn)廠家對外購部件質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán),選用了加裝存在較高安全風(fēng)險(xiǎn)的末屏在線監(jiān)測裝置的高壓套管,對本次事故負(fù)主要責(zé)任。
(二)設(shè)計(jì)施工不合規(guī)
1 號主變、01 號啟備變同室布置,兩臺機(jī)組及公用系統(tǒng)電纜敷設(shè)在同一個(gè)電纜通道橋架,嚴(yán)重違反GB 50229-2006《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》?;üこ谭桨笇彶楹唾|(zhì)量驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán),未能發(fā)現(xiàn)并糾正設(shè)計(jì)施工不合規(guī)問題。
(三)設(shè)備維護(hù)不到位
運(yùn)行維護(hù)工作不規(guī)范,未按規(guī)定開展變壓器油色譜分析、高壓套管末屏在線數(shù)據(jù)監(jiān)測分析和主變紅外測溫工作,未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器油關(guān)鍵氣體組分指標(biāo)變化和變壓器局部過熱等異常情況。高壓套管未按規(guī)程規(guī)定進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。
(四)消防處置能力不足
主變區(qū)域消防管道布置不合理,違反GB 50219-2014《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》,套管升高座孔口未設(shè)置水霧噴頭;消防系統(tǒng)日常維護(hù)工作不到位,消防水管道未充壓、系統(tǒng)啟動邏輯設(shè)置延時(shí),致使主變消防噴淋延遲6 分鐘;消防人員技能水平不足,專職消防隊(duì)員對消防水槍和消防車水箱連接操作不熟練。
五、事故責(zé)任認(rèn)定及處理
(一)相關(guān)單位事故責(zé)任及處理意見
主變生產(chǎn)廠家生產(chǎn)供應(yīng)的主變質(zhì)量不合格,應(yīng)對本次事故負(fù)主要責(zé)任。設(shè)計(jì)院防火設(shè)計(jì)不符合規(guī)范要求,應(yīng)對本次事故擴(kuò)大負(fù)主要責(zé)任。責(zé)成能源公司根據(jù)合同規(guī)定依法對相關(guān)單位進(jìn)行追償,并視情況按照集團(tuán)供應(yīng)商失信管理實(shí)施細(xì)則采取包括但不限于暫停、取消投標(biāo)人/報(bào)價(jià)人資格等處置措施。
(二)能源公司及安徽某電廠事故責(zé)任及處理意見
1.能源公司對安徽某電廠安全生產(chǎn)監(jiān)督管理不到位,對本次事故負(fù)管理責(zé)任。由集團(tuán)公司按相關(guān)考核辦法進(jìn)行績效考核。
2.安徽某電廠安全生產(chǎn)主體責(zé)任落實(shí)不到位,技術(shù)審查把關(guān)不嚴(yán),反事故措施落實(shí)不力,是本次事故的發(fā)生單位。中斷安徽某電廠連續(xù)安全生產(chǎn)記錄并由能源公司按照相關(guān)考核辦法進(jìn)行績效考核。
(三)對安徽某電廠相關(guān)責(zé)任人的處理意見
1.黨委書記、執(zhí)行董事,對本次事故負(fù)主要領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任,給予警告處分,考核10000 元;
2.黨委副書記、總經(jīng)理,對本次事故負(fù)主要領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任,給予警告處分,考核10000 元;
3.黨委委員、副總經(jīng)理,對本次事故負(fù)安全生產(chǎn)分管領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任,給予記過處分,考核8000 元;
4.黨委委員、總工程師,對本次事故負(fù)生產(chǎn)技術(shù)分管領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任,給予記過處分,考核8000 元。
5.其他相關(guān)責(zé)任人由安徽某電廠依據(jù)廠內(nèi)安全生產(chǎn)考核相關(guān)管理辦法進(jìn)行考核并報(bào)能源公司同意。
六、事故防范和整改措施建議
1.制定主變高壓套管末屏接地方式優(yōu)化方案,拆除末屏在線監(jiān)測裝置,工作完成前制定專項(xiàng)控制措施,加強(qiáng)巡視檢查。
2.根據(jù)防火、消防相關(guān)技術(shù)規(guī)范對1 號主變上方電纜及防火隔離、主變噴淋裝置、消防邏輯進(jìn)行整改。
3.組織對照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范全面檢查設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)管理定期工作標(biāo)準(zhǔn)及完成質(zhì)量,規(guī)范開展變壓器、GIS 配電裝置等設(shè)備紅外熱成像檢測及變壓器油色譜分析工作。
4.對照技術(shù)規(guī)范和反事故措施針對基建設(shè)計(jì)、安裝開展專項(xiàng)隱患排查和治理。
5.制定專職消防人員教育培訓(xùn)和演練計(jì)劃,完善日常訓(xùn)練科目,加強(qiáng)培訓(xùn)演練考評,確保實(shí)戰(zhàn)能力合格。加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人員培養(yǎng),提升專業(yè)技術(shù)人員技能水平和責(zé)任心。
6.能源公司組織落實(shí)對相關(guān)單位的事故追償工作,并作為年度重點(diǎn)工作向集團(tuán)公司進(jìn)行匯報(bào)。
附件:
1.安徽某電廠全廠停電分析報(bào)告
2.1號主變消防啟動記錄
附件1.安徽某電廠全廠停電分析報(bào)告
1. 基本情況
安徽某發(fā)電有限責(zé)任公司安裝有2 臺660MW 發(fā)電機(jī)組,以發(fā)電機(jī)-變壓器組單元接線接入220kV 系統(tǒng),1 號主變壓器為某變壓器集團(tuán)有限公司生產(chǎn),型號為SFP-780000/220,容量為780MVA,于2018 年11 月投運(yùn),主要銘牌參數(shù)如表所示:
1 號主變壓器高壓套管使用干式玻璃鋼套管,具體參數(shù)如表:
1 號主變壓器配套在線檢測設(shè)備,包括玻璃鋼套管自診斷系統(tǒng)和在線油色譜檢測裝置,具體信息如表:
電氣主接線為220kV 雙母線接線,共有8 個(gè)間隔,采用SF6 屋內(nèi)GIS 高壓配電裝置,220kV GIS 室布置在13.7m 層。1 號主變、高廠變和#01 啟備變均布置在A 列外0m 層,主變和啟備變到GIS 設(shè)備采用SF6 封閉母線(GIL)連接。13.7m 層220kV GIS 室外設(shè)有出線平臺,共兩條出線,布置在A 列外主變場地上方,平臺上安裝了出線GIS 終端、避雷器和電壓互感器。
2. 故障前工況
2021 年07 月10 日19 時(shí)58 分,1 號、2 號機(jī)組正常運(yùn)行,1 號機(jī)組負(fù)荷610MW,2 號機(jī)組負(fù)荷620MW,220kV 雙母線并列正常方式運(yùn)行,01號啟備變掛Ⅱ母。磨煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、汽動給水泵等輔機(jī)運(yùn)行正常,機(jī)組AGC、AVC、一次調(diào)頻投入。
3. 故障經(jīng)過
19 時(shí)58 分33 秒,1 號機(jī)組主變差動保護(hù)動作,機(jī)組跳閘,廠用電切換正常?;馂?zāi)報(bào)警裝置發(fā)“1 號主變區(qū)域火災(zāi)”報(bào)警信號。就地檢查1 號主變高壓側(cè)起火,壓力釋放閥動作,A 相高壓套管檢修手孔門爆破,當(dāng)值值長立即通知廠內(nèi)消防隊(duì),組織值班人員共計(jì)約15 人
開始滅火。
20 時(shí)02 分06 秒,2 號機(jī)組主變差動保護(hù)動作,機(jī)組跳閘,廠用電切換正常。
20 時(shí)04 分35 秒,1 號主變消防水噴淋啟動噴水。
20 時(shí)06 分,撥打縣消防大隊(duì)119 火警電話請求滅火。
20 時(shí)09 分,廠內(nèi)兩輛消防車及專職消防人員8 人到場開展滅火。
20 時(shí)18 分,1 號、2 機(jī)6kV 工作A、B 段備用電源進(jìn)線開關(guān)跳閘,
廠用電失電,1 號、2 機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)自啟動正常。啟備變高壓開關(guān)、線路開關(guān)保持運(yùn)行狀態(tài),220KV 母線及出線運(yùn)行無異常。
20 時(shí)30 分,縣119 火警消防隊(duì)一輛指揮車和兩輛消防車共14 人到達(dá)現(xiàn)場開展滅火。
21 時(shí)00 分,滅火完畢。
4. 現(xiàn)場檢查情況
4.1 1 號主變壓器現(xiàn)場整體情況
由于1 號主變著火,變壓器及附近設(shè)備、電纜燒損,設(shè)備設(shè)施及墻體熏黑(圖1)。
圖1 1號主變壓器現(xiàn)場照片
4.2 1 號主變壓器外部檢查情況
1)A 相升高座接線手孔蓋板及CT端子盒崩開掉落,3 個(gè)壓力釋放閥動作噴油,其中A 相頂針因爆炸飛出(圖2)。
圖2 手孔蓋板及CT端子盒崩開
2)A 相側(cè)油箱受內(nèi)部壓力加強(qiáng)筋焊縫開裂(圖3)。
圖3 加強(qiáng)筋焊縫開裂
3)1 號主變壓器第1、2、3 號散熱風(fēng)扇燒損并有漏油(手孔蓋板飛出砸漏,圖4)。
圖4 第1、2、3號散熱風(fēng)扇燒損
4)GIS 設(shè)備檢查情況
1 號主變壓器A 相GIL 母管(母管材質(zhì)為鋁質(zhì))燒熔掉落,立靠在變壓器第1 組冷卻器上(圖5),GIS 匯控柜內(nèi)電纜燒損、盤柜表面熏黑(圖6)。
圖5 A 相GIL 母管燒熔斷裂掉落
圖6 GIS 匯控柜內(nèi)電纜燒損、盤柜表面熏黑。
5)電纜設(shè)施燒損情況
1 號主變壓器著火,導(dǎo)致上方3 層電纜橋架電纜燒損(圖7)。
敷設(shè)的電纜為01 號啟備變、1 號主變、2 號主變至GIS 室各屏柜信號、保護(hù)、通訊等電(光)纜。
圖7 主變上方電纜燒損
4.3 1 號主變壓器試驗(yàn)情況
故障后進(jìn)行1 號主變壓器絕緣試驗(yàn)和直流電阻試驗(yàn),具體結(jié)果如下表,直阻和絕緣未見明顯異常。
試驗(yàn)時(shí)間:2021 年7 月12 號主變油溫:41℃繞組溫度:42℃濕度:73%
4.4 1 號主變壓器內(nèi)檢情況
進(jìn)入變壓器內(nèi)部檢查,發(fā)現(xiàn)以下問題,其它未見異常。
1)B 相無載開關(guān)軸與開關(guān)之間斷開。
2)高壓下部導(dǎo)油盒上表面有可見絕緣碳化物和絕緣碎屑,導(dǎo)油盒及鐵心夾件上有明顯污染(圖8、圖9)。
圖8 導(dǎo)油盒上表面碳化物
圖9 鐵心夾件表面碳化物
3)A 相高壓均壓球脫落,高壓引線絕緣脫落(圖10)。均壓球安裝孔撕裂(圖11),其中一根高壓引線電纜上有燒蝕痕跡(圖12),對應(yīng)升高座內(nèi)壁有放電痕跡(圖13)。
圖10 均壓球、絕緣脫落
圖11 3 個(gè)安裝孔撕裂
圖13 引線電弧燒損
圖14 內(nèi)壁放電點(diǎn)
4.5 1 號主變壓器保護(hù)動作分析
1 號主變壓器故障,主變差動保護(hù)、主變壓力釋放、主變重瓦斯、主變輕瓦斯等保護(hù)相繼動作出口,保護(hù)動作正確,廠用電切換正常(詳見附件1 保護(hù)動作分析)。
4.6 1 號主變壓器故障前絕緣油色譜分析
1 號主變壓器在線色譜數(shù)據(jù)與離線數(shù)據(jù)無明顯異常,在線色譜數(shù)據(jù)與離線數(shù)據(jù)趨勢一致,呈緩慢上升趨勢。故障前在線數(shù)據(jù)顯示無異常變化,各組份未超過注意值(詳見附件2),但乙烯含量較高,分析可能與A 相套管異常有關(guān)。
4.7 1 號主變A 相高壓套管拆解分析
1)套管背向末屏接地點(diǎn)側(cè)表面光滑,附著碳化物,無燒損痕跡(圖15)。套管末屏接地點(diǎn)側(cè)燒損嚴(yán)重,縱向有貫穿性燒損通道(圖16),其中末屏范圍有3 道開裂,裂口部位呈由內(nèi)向外狀,且局部裂縫有膠狀碳化碎塊,分析應(yīng)為末屏流經(jīng)短路電流燒損過熱所致。
圖15 套管表面情況
圖16 末屏接地惻貫穿燒損
2)套管末屏接地引線絕緣燒損碳化,引出線孔洞內(nèi)積有碳化碎屑,末屏接地引線與末屏斷開(圖17)。從法蘭根部切斷套管檢查,末屏內(nèi)部接地點(diǎn)周圍嚴(yán)重?zé)龘p碳化(圖18),對應(yīng)套管表面縱向有貫穿性燒損通道,判斷此部位應(yīng)為首發(fā)故障接地點(diǎn),燒損碳化應(yīng)為末屏接地不良懸浮放電和接地故障所致。
圖17末屏接地點(diǎn)外部燒損
圖18末屏接地點(diǎn)內(nèi)部燒損
3)套管電流互感器水平布置,與套管燒損部位對應(yīng)的區(qū)域嚴(yán)重?zé)龘p碳化(圖17、18)。燒損碳化應(yīng)為接地短路電弧所致。
圖17 CT燒損情況
圖18 CT燒損情況
4)升高座內(nèi)壁手孔上方及偏左區(qū)域無火燒碳化現(xiàn)象,說明升高座內(nèi)應(yīng)無被長時(shí)間火燒情況,發(fā)黑部分應(yīng)為電弧高溫分解物附著(圖19、20)。
圖19 升高座內(nèi)壁污染情況
圖20 升高座內(nèi)壁局部無燒損
5)A 相套管接線端子均壓球固定壓圈向下變形(圖21、22),均壓球固定孔受向下推力變形撕裂脫落,均壓球內(nèi)表面光亮無燒蝕,說明受力來自其上部短路能量釋放產(chǎn)生油流、氣流沖擊脫落。
圖21 均壓球平面壓圈變形
圖22 正常B 相裝配
6)接線端子檢查分析
對A 相高壓繞組4 個(gè)接線端子(其中1 個(gè)放電燒損)進(jìn)行接觸情況檢查,外觀檢查無過熱現(xiàn)象,直流電阻測試和X 光拍片未見異常,排除接線端子過熱燒損的可能。
解體分析結(jié)論:
根據(jù)上述故障現(xiàn)象及解體情況,結(jié)合保護(hù)動作分析,判斷A 相套管升高座內(nèi)部末屏接地點(diǎn)部位(對應(yīng)CT 燒損最嚴(yán)重部位)應(yīng)為首發(fā)接地故障點(diǎn),短路產(chǎn)生的巨大能量釋放,使油箱內(nèi)部壓力瞬間急劇升高,導(dǎo)致壓力釋放器動作,升高座手孔蓋板、CT 端子盒崩落,均壓球脫落,手孔處噴油著火。噴油并均壓球脫落后,引發(fā)接線端子對升高座內(nèi)壁二次放電接地故障(圖23)。
首發(fā)短路路徑:套管接線端(高電位)-----套管椎體表面----電容末屏半導(dǎo)電層-----套管法蘭(接地)。也就是套管表面貫穿燒損部分為放電接地通道。
圖23 故障示意圖
5. 事故原因分析
5.1 1 號主變故障分析
1 號主變A 相高壓套管升高座內(nèi)接地短路故障,導(dǎo)致變壓器噴油著火。套管故障接地原因應(yīng)為:1號主變高壓套管加裝了末屏在線監(jiān)測裝置,末屏接地引線經(jīng)過(末屏接地端子-套管傳感器內(nèi)部過渡導(dǎo)電桿-過渡接地銅片-傳感器外殼-接地端子金屬固定座-金屬座4個(gè)固定螺釘-法蘭)6個(gè)環(huán)節(jié)接地(圖24、25),運(yùn)行中套管電容末屏接地不良,導(dǎo)致套管各級電容屏電位分布改變,末屏產(chǎn)生高電位懸浮放電,引起末屏接地點(diǎn)處絕緣燒損和套管沿面爬電燒蝕發(fā)熱,最終發(fā)展為沿面對法蘭擊穿接地故障。
圖24 末屏接地示意圖
圖25 套管傳感器與接地端子
5.2 全廠停電原因分析
1 號主變、01 號啟備變同室布置。01 號啟備變、1 號主變、2 號主變至GIS 室各屏柜信號、保護(hù)、通訊等電(光)纜全部敷設(shè)在1 號主變上方同一個(gè)電纜通道橋架上。1 號主變著火后,將1 號主變、2號主變和01 號啟備變一、二次電纜全部燒毀,造成兩臺機(jī)組跳閘,啟備變跳閘,全廠停電,事故擴(kuò)大。
6. 暴露問題
1)設(shè)備質(zhì)量不合格。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,1 號主變高壓套管末屏加裝在線監(jiān)測裝置,導(dǎo)致末屏接地環(huán)節(jié)增多,傳感器緊固不牢、內(nèi)部彈簧松弛、銅片虛接均會引起接地不良,通過固定螺栓作為接地終端不符合末屏接地要求。主變生產(chǎn)廠家對外購部件質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán),選用了加裝存在較高安全風(fēng)險(xiǎn)的末屏在線監(jiān)測裝置的高壓套管。
2)設(shè)計(jì)施工不合規(guī)。1 號主變、01 號啟備變同室布置,兩臺機(jī)組及公用系統(tǒng)電纜敷設(shè)在同一個(gè)電纜通道橋架,嚴(yán)重違反GB50229-2006《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》?;üこ谭桨笇彶楹唾|(zhì)量驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán),未能發(fā)現(xiàn)并糾正設(shè)計(jì)施工不合規(guī)問題。
3)設(shè)備維護(hù)不到位。1 號主變2018 年11 月投運(yùn),在2020 年9月機(jī)組C 時(shí),對主變進(jìn)行了預(yù)防性試驗(yàn),但未對高壓套管單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn),未對套管傳感器(末屏接地點(diǎn))進(jìn)行拆接,未能及時(shí)掌握套管參數(shù)的變化情況和末屏接地狀態(tài)。1 號主變高壓套管在線監(jiān)測裝置具備就地顯示、報(bào)警功能,不具備遠(yuǎn)傳信息和存儲功能,功能不完善;故障前未見故障報(bào)警信息,也無日常點(diǎn)檢巡檢記錄和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,監(jiān)督管理不到位。1 號變壓器油色譜數(shù)據(jù)中總烴有持續(xù)緩慢升高趨勢,雖未超出注意值,但乙烯含量較高,未能引起注意和深入分析。變壓器等重要電氣設(shè)備紅外成像檢測工作不規(guī)范,紅外成像測溫記錄和紅外成像畫面不全面、不具體,不能反映設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況。
4)消防設(shè)施不合理。主變區(qū)域消防管道布置不合理,違反GB50219-2014 《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》,套管升高座孔口未設(shè)置水霧噴頭;消防系統(tǒng)日常維護(hù)工作不到位,消防水管道未充壓、系統(tǒng)啟動邏輯設(shè)置延時(shí),致使主變消防噴淋延遲6分鐘。
7. 建議措施
1)拆除變壓器高壓套管末屏在線監(jiān)測裝置,優(yōu)化改造接地方式。改造前制定專項(xiàng)控制措施,加強(qiáng)檢查巡視,確保末屏接地良好。
2)根據(jù)防火、消防相關(guān)技術(shù)規(guī)范和反事故措施,對1 號主變上方電纜及防火隔離、主變噴淋裝置、消防邏輯存在的問題進(jìn)行整改,對基建設(shè)計(jì)、安裝開展專項(xiàng)隱患排查和治理。
3)加強(qiáng)油色譜在線監(jiān)測裝置管理,保證裝置正常投入,對數(shù)據(jù)及時(shí)采集和分析。加強(qiáng)油色譜分析工作,關(guān)注油中總烴含量的同時(shí),也要關(guān)注各特征氣體的含量和變化趨勢,盡早發(fā)現(xiàn)和消除變壓器內(nèi)部存在的潛伏性隱患。
4)規(guī)范設(shè)備巡檢、熱成像及電氣試驗(yàn)管理工作,定期開展變壓器、GIS 配電裝置等設(shè)備紅外熱成像檢測工作,對易發(fā)熱部位進(jìn)行精準(zhǔn)檢測,在高溫大負(fù)荷期間增加檢測頻次,加強(qiáng)檢測數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和管理。
附件1. 保護(hù)動作分析
1、1 號主變差動保護(hù)動作分析
圖1 1 號主變故障錄波器波形圖1
從調(diào)取的1#發(fā)變組故障錄波器的波形可知,在圖1 的T1 坐標(biāo)2021 年7 月10 日19:58:33.8435 時(shí)刻,1 號主變高壓側(cè)A 相發(fā)生單相接地故障,T2 時(shí)刻19:58:33.8791 時(shí)刻,主變差動保護(hù)動作,19:58:33.9079 時(shí)刻,主變高壓側(cè)斷路器跳開。
圖2 1 號主變故障錄波器波形圖2
從圖2 顯示可知,在圖2 的坐標(biāo)T1 時(shí)刻至T2 時(shí)刻時(shí)間范圍內(nèi),主變高壓側(cè)故障電流從6.1KA 將至0,而在坐標(biāo)T2 時(shí)刻,主變高壓側(cè)自產(chǎn)零序電流為6.38KA,主變高壓側(cè)中性點(diǎn)零序電流為13.71KA,說明此時(shí)T2 時(shí)刻,主變高壓側(cè)A 相CT 已斷線(故障錄波器的主變高壓側(cè)電流取自主變高壓側(cè)套管CT,主變差動保護(hù)的電流取自GIS 開關(guān)上的CT)。
圖3 1 號發(fā)變組保護(hù)裝置動作報(bào)告1
圖4 1 號發(fā)變組保護(hù)裝置動作報(bào)告2
圖3 是1 號發(fā)變組保護(hù)裝置記錄的故障數(shù)據(jù)及波形,圖3 的通道4 是主變高壓側(cè)差動保護(hù)所用的電流,取自主變高壓側(cè)GIS 開關(guān)上的CT,變比為4000/1,結(jié)合圖2 和圖3,可知故障時(shí)主變高壓側(cè)A 相短路電流穩(wěn)態(tài)值曾達(dá)到39KA,根據(jù)系統(tǒng)阻抗、主變參數(shù)和短路電流計(jì)算,220KV 母線單相接地短路,在大方式下,由系統(tǒng)提供的短路電流為29.65KA,圖4 是1 號發(fā)變組保護(hù)裝置的動作報(bào)告,由圖4 可知,保護(hù)啟動后,是由差動速斷保護(hù)首先動作,差動速斷保護(hù)的整定值一般為5 至8 倍額定電流,用于快速切除保護(hù)范圍內(nèi)的嚴(yán)重故障,因此上述各因素可知,主變高壓側(cè)A 相故障的性質(zhì)為單相金屬性接地故障。1 號主變差動保護(hù)動作屬于保護(hù)正確動作。
2、1 號主變非電量保護(hù)動作分析
從上述現(xiàn)場照片,可知1 號主變非電量保護(hù)動作順序如下:
19:58:33:914ms 主變壓力釋放閥變位由0 變1
19:58:33:942ms 主變重瓦斯變位由0 變1
19:58:33:946ms 斷路器故障聯(lián)跳變位由0 變1
19:58:33:980ms 主變輕瓦斯變位由0 變1
以上情況,可能出現(xiàn)的原因是由于受熱,壓力變化在產(chǎn)氣前出現(xiàn),導(dǎo)致壓力釋放首先動作,然后油流沖擊擋板導(dǎo)致重瓦斯動作。
3、1 號主變故障廠用電切換后備用進(jìn)線失電的分析
圖5 1 號主變差動保護(hù)動作后,1 號機(jī)組6KV 母線電壓波形1(時(shí)間19:58:33)
圖6 1 號主變差動保護(hù)動作后,1 號機(jī)組6kV 母線電壓波形2(時(shí)間20:15:56)
從圖5 可知,當(dāng)日時(shí)間19:58:33,主變差動保護(hù)動作后,1 號機(jī)組6kVA、B 段工作進(jìn)線開關(guān)跳開后,6kV 母線電壓正常,說明廠用電切換正常動作。至當(dāng)日時(shí)間20:15:56,從圖6 可知,6kVA 段母線電壓呈衰減消失狀態(tài),6kVB 段母線電壓正常。根據(jù)6kV 母線電壓衰減消失的狀態(tài),結(jié)合2012 年7 月12 日現(xiàn)場檢查1 號機(jī)組6kV 備用進(jìn)線開關(guān)的CT 二次回路呈開路狀態(tài)的結(jié)果,分析圖6 時(shí)間,錄波啟動時(shí)6KV 備用進(jìn)線開關(guān)由于二次電纜損壞,開關(guān)已跳開,母線電壓所呈現(xiàn)的衰減是由于6kV 母線所帶的高壓電機(jī)的反饋電壓所致。
4、2 號主變差動保護(hù)動作分析
圖7 2 號主變差動保護(hù)動作時(shí)故障錄波器錄取波形圖(2 號發(fā)電機(jī)機(jī)端-2 號主變高壓側(cè))
圖8 2 號主變差動保護(hù)動作時(shí)矢量分析圖(2 號發(fā)電機(jī)機(jī)端-2 號主變高壓側(cè))
圖9 2 號主變差動保護(hù)動作時(shí)故障錄波器錄取波形圖(2 號高廠變高壓側(cè)-2 號主變高壓側(cè))
圖10 2 號主變差動保護(hù)動作時(shí)矢量分析圖(2 號高廠變高壓側(cè)-2 號主變高壓側(cè))
從圖7 時(shí)間2021-7-10 20:02:06.7103 時(shí)刻2 號主變差動保護(hù)跳閘時(shí),2 號主變的高壓側(cè)電流、2 號發(fā)電機(jī)機(jī)端電流的矢量分析如圖8 所示,此時(shí)由2 號發(fā)電機(jī)機(jī)端對2 號主變高壓側(cè)所構(gòu)成的差動回路,并沒有差動電流,2 號主變的高壓側(cè)電流與2 號發(fā)電機(jī)機(jī)端電流的矢量正常。同理,圖9 時(shí)間2021-7-10 20:02:06.7103 時(shí)刻2 號主變差動保護(hù)跳閘時(shí),2 號主變的高壓側(cè)電流、2 號高廠變高壓側(cè)電流的矢量分析如圖10 所示,此時(shí)由2 號高廠變高壓側(cè)對2 號主變高壓側(cè)所構(gòu)成的差動回路,并沒有差動電流,2 號主變的高壓側(cè)電流與2 號高廠變高壓側(cè)電流的矢量正常。結(jié)合2012 年7 月12 日現(xiàn)場檢查2 號主變高壓側(cè)GIS 開關(guān)CT 二次回路呈開路狀態(tài)的結(jié)果,分析由于2 號發(fā)變組保護(hù)的控制電纜損壞,造成2 號發(fā)變組保護(hù)裝置動作。
5、2 號發(fā)變組保護(hù)主變差動動作后,2 號機(jī)組6kV 備用進(jìn)線失電分析
圖11 2 號主變差動保護(hù)動作后,2 號機(jī)6kV 母線電壓波形1(時(shí)間2021-7-1020:02:06)
圖12 2 號主變差動保護(hù)動作后,2 號機(jī)6kV 母線電壓波形2(時(shí)間2021-7-1020:18:38)
從圖11 可知,當(dāng)日時(shí)間20:02:06,2 號主變差動保護(hù)動作后,2號機(jī)組6kVA、B 段工作進(jìn)線開關(guān)跳開后,6kV 母線電壓正常,說明廠用電切換正常動作。至當(dāng)日時(shí)間20:18:38,從圖12 可知,6kVB 段母線電壓呈衰減消失狀態(tài),6kVA 段母線電壓正常。根據(jù)6kV 母線電壓衰減消失的狀態(tài),結(jié)合2012 年7 月12 日現(xiàn)場檢查2 號機(jī)組6kV 備用進(jìn)線開關(guān)的CT 二次回路呈開路狀態(tài)的結(jié)果,分析圖12 時(shí)間,錄波啟動時(shí)6KV 備用進(jìn)線開關(guān)由于二次電纜損壞,開關(guān)已跳開,母線電壓所呈現(xiàn)的衰減是由于6kV 母線所帶的高壓電機(jī)的反饋電壓所致。
6、其他保護(hù)動作情況
GIS 升壓站和網(wǎng)控樓控制電纜燒損,導(dǎo)致基礎(chǔ)數(shù)據(jù)沒有真實(shí)性,二次設(shè)備動作和信號不具備分析條件,其他保護(hù)動作情況不再分析。
附件2. 1 號主變壓器絕緣油色譜分析
1、油色譜分析數(shù)據(jù)情況
1 號主變壓器投入運(yùn)行以來,從2018 年11 月19 日至2019 年08月20 日的油樣色譜分析數(shù)據(jù)缺失,只能對2019 年8 月20 日至2021年4 月14 日的油樣色譜分析數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,具體數(shù)據(jù)如表1。1 號變壓器運(yùn)行期間沒有補(bǔ)充過絕緣油。
表1 1 號主變壓器投運(yùn)后色譜數(shù)據(jù)單位:ppm
從表1 中的數(shù)據(jù)看,特征氣體的數(shù)值滿足《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》的總烴不超過150ppm,氫氣不超過150ppm 和乙炔不超過5ppm 要求??偀N絕對數(shù)值不高,但其中的乙烯占比較高。
2021 年4 月14 日色譜數(shù)據(jù),所有的特征氣體數(shù)值均為2021 年1月11 日色譜數(shù)值的一半左右,分析原因可能是取樣問題或測量問題造成。
2、油色譜趨勢分析
1 號主變壓器投入運(yùn)行以來特征氣體變化趨勢如圖1所示
圖1 特征氣體變化趨勢
從圖1 特征氣體變化趨勢中可以看出,各組份氣體總體呈緩慢上升趨勢,產(chǎn)氣率較低。其中乙烯從2018 年11 月19 日投入運(yùn)行前的0ppm 持續(xù)增長,到2021 年1 月11 日乙烯數(shù)值漲到19.13ppm,增長相對明顯,分析變壓器內(nèi)應(yīng)有過熱點(diǎn)存在。
3、變壓器油在線檢測裝置數(shù)據(jù)分析
該變壓器安裝了變壓器油全組份色譜在線檢測裝置,其色譜數(shù)據(jù)趨勢如圖3 所示。各組份氣體基本呈緩慢上漲的趨勢,與離線數(shù)據(jù)基本保持一致。各組份氣體含量總體平穩(wěn),故障前無異常突變。
4、故障后色譜數(shù)據(jù)
故障后絕緣油色譜數(shù)據(jù)如表2 所示。
表2 1 號主變壓器故障后色譜數(shù)據(jù)單位:ppm
三比值編碼為“101”,故障類型為電弧放電。
絕緣油色譜分析報(bào)告
附件3:1 號主變預(yù)防性試驗(yàn)報(bào)告
附件4. 1 號主變壓器紅外測試報(bào)告
附件3 1 號主變消防啟動記錄