一、事故經過
2001年6月11日上午9時39分, #1機組負荷300MW,事故音響突然發出,正常照明失去,發出下列光字牌信號“發電機斷水”、“熱工保護跳閘”、“發變組差動跳”、“主變零序跳閘”、 220KV GIS “SF6氣壓高、氣壓低(一)、(二)”等, #1發電機出口220KV開關2201、滅磁開關MK、磁場開關41E跳閘,#1機6KV廠用工作段1A1、1B1開關跳閘。
經檢查,220KV GIS開關站2201間隔的G3氣室C相電纜外殼上部被擊穿,燒開約20×30mm的洞(見圖一),#1主變中性點間隙過電壓保護被擊穿燒毀。
#1機組事故跳機后,#1機6KV廠用備用電源自投失敗造成1MCA、1MCB工作段失壓,0.38KV廠用1PCA 、1PCB工作段失壓,#1機組0.38KV保安段失壓,#1機組照明電源、通訊樓電源失去(在通訊樓電源失去后,由于通訊電源蓄電池不能正常備用,曾造成通訊短時中斷)。運行人員發現 #1機備用電源自投失敗后,采用手動合1A2開關成功,1B2開關同樣采用手動合閘不成功。
在接到運行人員#1機備用電源自投失敗通知后,檢修人員迅速趕到現場,在1B2開關就地實驗位置手動合閘四次均不成功,經檢查處理后合閘成功。
二、故障設備損壞情況
2001年6月14日我方會同ALSTOM廠家技術人員對2201間隔的G3氣室C相進行了解體檢查,設備損壞情況如下:
1、C相外殼法蘭靠西南方被燒出3個不規則的孔洞(直徑1—3mm之間),該氣室的釋放膜未動作。
2、220KV電纜錐體外附有一層SF6燃燒后的白色粉沫,并粘附著少量的金屬熔化顆粒,電纜上導電面(觸頭支座)無損傷,但該觸頭支座均壓球殼固定鏍栓對封母外殼放電,均壓球有40%的面積熔化。
3、電纜與盆式絕緣子間的連接母線有兩處嚴重過熱,有1/3部分燒熔(見圖二)。其尺寸與廠家技術圖紙相比短28mm,其母線保護管裝反,盆式絕緣子內裝面電弧燒損面積較大。
4、#1主變中性點放電間隙燒損。
三、原因分析
1、2201間隔的G3氣室C相故障原因
從事故設備的短路燒損情況及2001年4月10日2201間隔G3氣室C相的試驗記錄(環境25℃氣壓3.71BAR,微水185PPM合格)來看,可以排除SF6氣體引起故障的因素。針對2201開關C相電纜觸頭支座與水平盆式絕緣子之連接短母線的兩處嚴重過熱燒損現象,廠家提出對其相同位置的非故障A、B兩相進行檢查處理。我們于6月15日、6月16日分別對A、B兩相G3氣室的電纜觸頭支座、盆式絕緣子及連接短母線進行了全面的檢查,檢查結果如下:
A、B相G3氣室在解體前進行了氣壓、微水檢測均合格,經氣體回收后拆開電纜外殼上蓋,筒內較為干凈無異物。拆開上屏蔽罩,檢查電纜觸頭支座固定螺絲(4顆M10X45)發現均不符合力矩要求(45N.M),有不同程度的松動,電纜觸頭支座與盆式絕緣子之連接短母線的安裝不在一條中心線上,電纜觸頭支座與盆式絕緣子之連接短母線的過渡兩半母線的固定穿心緊固螺栓松動達不到力矩要求(50N.M),且未裝碟簧(標準為三片碟簧)。B相的電纜觸頭支座與盆式絕緣子之連接短母線的過渡兩半母線外屏蔽筒安裝反向,失去了該屏蔽筒的功效。
另外,電纜觸頭支座與盆式絕緣子之連接短母線的過渡兩半母線連接方式是一端與柱形導電體相接而另一端與球面相接,由于連接短母線的過渡兩半母線只由一個M10鏍栓緊固,且母線上的壓接痕跡只有接觸面的1/3,使得導電相受力不均而產生接觸不良(目前,廠家已將此短母線改為梅花式短母線與球形導體相接的過渡形式)。
通過對AB兩相的檢查,結合C相的事故現場分析,C相的事故是由于電纜觸頭支座與盆式絕緣子之連接短母線的過渡兩半母線的固定穿心緊固螺栓松動,達不到力矩要求(50N.M)且未裝碟簧,在運行振動等原因下進一步松動,而造成接觸面的接觸電阻增大,當負荷電流通過時電阻損耗發熱功率增加必然導致局部過熱、溫度升高,進而加速相互連接的金屬導體電接觸表面氧化,這樣,又進一步增大接觸電阻,形成惡性循環使連接處故障加劇,最終導致燒損、熔焊或毀壞的事故,同時由于高溫產生的金屬蒸汽電離子,破壞SF6氣體的絕緣性能,造成帶電體對外殼放電的設備事故。
2、#1主變中性點放電間隙燒損原因
由于本次事故短路點在#1主變高壓側220KV電纜引入GIS 的C相G3氣室處,且為永久性單相接地故障,該故障點在發變組大差保護范圍。
故障前我廠四臺機并網運行,#1機組有功301MW,#1主變中性點經間隙接地。由故障錄波器錄波圖可見,故障時流入短路點的電流為:系統側28000A,#1發電機側1894A(折算至高壓側),短路電流持續80毫秒后,發變組大差保護動作,2201開關跳開與系統解列,但由于我廠發變組一次接線為單元接線,發電機出口無斷路器,對發變組來說,故障點并未斷開。與系統解列后66毫秒,#1主變中性點過壓保護間隙擊穿,主變中性點間隙零序電流保護動作(整定值100A,而此時一次短路電流為4080A,并逐漸衰減至2911毫秒消失)。
3、#1機6KV廠用備用電源自投失敗原因
根據現場檢修情況表明,#1機6KV廠用備用電源自投失敗造成1MCA.、1MCB工作段失壓的主要原因是開關合閘鎖扣裝置鎖扣深度不夠,造成開關脫扣。開關合閘鎖扣深度不夠的主要原因是由于在開關檢修中,為了使開關的分閘動作電壓滿足(額定電壓的30%--65%)要求,而進行了該部位的調整。
四、防范措施
1、鑒于事故的發生原因,有必要對220KV GIS其他五個間隔的電纜進線G3氣室進行一次全面檢查和處理,以防止相同的事故發生。計劃在明年機組小修期間安排進行此項工作。
2、此次事故搶修,由于備品備件所造成的被動局面,使我們進一步感到對GIS設備的備品備件儲備量小問題,要盡快加以解決,以保證事故備品備件的必要庫存。
3、西部公司II期工程220KV 變電站GIS設備采用ABB產品,并與現有的ALSTOM設備接口,應提前安排電廠專業檢修人員的技術培訓。在西部公司II期工程220KV 變電站GIS設備安裝調試時,要加強質量監督和驗收工作。
4、要按照檢修規程和廠家規范,進一步加強對220KV GIS設備的檢修與維護,定期請省中試的專業人員來我廠,對GIS設備做局部放電試驗。
5、為避免6KV廠用開關由于跳閘電壓過高出現拒合或拒跳的情況,盡快安排對6KV開關進行跳、合閘試驗(尤其是對跳閘電壓較高的#3、4機6KV開關),并制定相應的整改措施予以解決。
6、要加強對通訊備用電源直流整流裝置和蓄電池設備的運行維護工作,杜絕通訊中斷事件的再次發生。
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