變壓器保護拒動導(dǎo)致110 kV母線失壓事故的分析

康志軍

(黔北發(fā)電總廠，貴州 金沙 551800)

1 事故經(jīng)過

1.1 事故前機組運行方式

事故前，金沙電廠110 kV雙母線并聯(lián)運行；金華變101、金五城線102、金太線106、起備變190及1號主變111開關(guān)運行于110 kV I母；金土線107、金城線103及2號主變112開關(guān)運行于110 kV II母；110 kV中性點1號主變1110接地；1，2，3，4號機組運行，分別帶負(fù)荷125 MW，機組工況穩(wěn)定。其簡化一次接線如圖1所示。

1.2 事故現(xiàn)象

2010-02-13T17:56，系統(tǒng)沖擊，1號集控事故照明切換，事故喇叭響；1號主變110 kV側(cè)111開關(guān)、110 kV母聯(lián)110開關(guān)跳閘；1號發(fā)電機自動勵磁1K跳閘、手動勵磁2K聯(lián)動正常；2號發(fā)電機主油開關(guān)022開關(guān)跳閘、滅磁開關(guān)FMK跳閘、自動勵磁1K跳閘，手動勵磁2K未聯(lián)動，2號機組解列。1，2號爐滅火。檢查2號發(fā)電機失磁保護動作，1號主變110 kV復(fù)合過流T1，T2保護動作，1號發(fā)變組保護Ⅰ柜220 kV過負(fù)荷保護信號燈亮，保護Ⅱ柜主變110 kV復(fù)合過流T1，T2保護動作；發(fā)電機對稱過負(fù)荷，110 kV過負(fù)荷，勵磁回路過負(fù)荷保護動作燈亮，1號發(fā)電機勵磁手操柜內(nèi)1XJ(勵磁失壓保護)保護動作掉牌。2號主變110 kV復(fù)合過流T1保護動作，2號發(fā)變組A，B柜發(fā)電機失磁保護、定子過負(fù)荷，主變中壓側(cè)過流保護動作信號燈亮，2號發(fā)電機勵磁手操柜內(nèi)1XJ(勵磁失壓保護)保護動作掉牌。檢查3號發(fā)變組A，B柜發(fā)電機定子過負(fù)荷，勵磁回路過負(fù)荷保護動作信號燈亮。檢查4號發(fā)變組保護Ⅰ柜220 kV過負(fù)荷保護信號燈亮，保護Ⅱ柜發(fā)電機對稱過負(fù)荷，勵磁回路過負(fù)荷保護動作燈亮。網(wǎng)控值班員匯報35 kV金華線301開關(guān)跳閘，110 kVⅠ母失壓，35 kV金華變變壓器本體有弧光及爆炸聲。金華變變壓器差動保護動作，高復(fù)壓方向Ⅰ段動作，高復(fù)壓過流Ⅰ段動作。

2 事故原因分析

金華變(該變壓器位于電廠圍墻處)35 kV側(cè)套管處由于動物爬上變壓器引起放電，三相高壓套管外部閃絡(luò)，造成三相高壓套管之間及高壓套管對低壓套管、中性點套管和導(dǎo)油管等接地部位拉弧放電，導(dǎo)致變壓器低壓側(cè)三相弧光短路，接著發(fā)展成高壓側(cè)套管引出線三相接地短路故障。故障后，金華變變壓器差動保護13 ms正確動作出口，將變壓器低壓側(cè)301開關(guān)跳開，但101開關(guān)未跳閘，故障未能切除，2.3 s金華變高后備保護高壓側(cè)復(fù)壓過流Ⅰ段動作出口也未能跳開101開關(guān)。由于故障仍存在，1，2號主變110 kV復(fù)合電壓閉鎖過流保護動作，2號主變110 kV復(fù)合電壓閉鎖過流t1時限3.6 s跳開110 kV母聯(lián)110開關(guān)。此時2號主變110 kV側(cè)已與故障點脫開，110 kV復(fù)合電壓閉鎖過流保護返回。但1號主變?nèi)酝ㄟ^111開關(guān)與故障點相連，因此在1號主變110 kV復(fù)合電壓閉鎖過流t2時限4.3 s跳開本變111開關(guān)，此時110 kV I母失壓，故障切除。

由于系線路近區(qū)故障，短路電流非常大，從1號主變、2號主變中壓側(cè)電流錄波分析，故障電流高達(dá)6 000 A；110 kV 三相電壓殘壓很低，從錄波看最高的相電壓只有4～5 kV，造成4臺機的機端電壓下降，4臺機組強勵動作。但由于故障嚴(yán)重，強勵未使機端電壓恢復(fù)正常，導(dǎo)致1，2號機組6 kV及380 V廠用電壓低，由交流接觸器控制的1，2號機組勵磁整流柜風(fēng)機全部跳閘，發(fā)出整流柜停風(fēng)故障信號至勵磁調(diào)節(jié)器，致使勵磁調(diào)節(jié)器限制輸出，導(dǎo)致主勵磁機電壓低，失壓保護動作跳開自動勵磁1K開關(guān)。1號機組手動勵磁2K聯(lián)鎖投入保證了機組正常運行，2號機組手動勵磁2K未能聯(lián)鎖成功導(dǎo)致機組失磁跳機。

故障對3，4號機影響不大，主要原因是3，4號機系兩圈變，直接和220 kV聯(lián)接，中間經(jīng)2臺三圈變，阻抗增大，對220 kV電壓影響較小。

1號機鍋爐滅火系廠用電壓低引起給粉電源跳閘之故。其他輔機全部是接觸器控制，電壓自保持方式，電壓低時自動脫扣引起相應(yīng)輔機跳閘。

事故發(fā)生后，鑒定保護裝置并傳動101開關(guān)試驗，差動保護裝置及高后備保護裝置動作后開關(guān)不能跳閘，測量操作箱內(nèi)保護跳閘回路R33不帶負(fù)電。拔下操作箱跳閘插件檢查發(fā)現(xiàn)，有一電阻(R3)腳虛焊，故101開關(guān)在保護正確動作的情況下未能跳閘。

回路及虛焊處如圖2所示。

3 經(jīng)驗教訓(xùn)及反措

(1) 雖對室內(nèi)防小動物較重視，但對升壓站等室外防小動物的措施還需要加強。要對升壓站柵欄下的空間進(jìn)行封閉，避免同類事故的發(fā)生。

(2) 維護分場要加強對重要保護的定期檢驗和清掃、對保護裝置的檢查，對相應(yīng)端子進(jìn)行緊固。

(3) 運行人員要加強巡檢。尤其對偏遠(yuǎn)設(shè)備的巡檢應(yīng)引起重視。

(4) 本次事故中，廠用電瞬時失壓導(dǎo)致除灰PLC邏輯丟失及全廠網(wǎng)絡(luò)中斷，暴露出對一些非主廠房設(shè)備的重視程度不夠。雖然除灰系統(tǒng)引入了兩路電源，但都不是UPS電源，因此在廠用電中斷時導(dǎo)致除灰控制系統(tǒng)失電。信息中心機房也未接UPS電源。

對重要設(shè)備應(yīng)提供UPS電源，防止因電源中斷擴大事故影響范圍。

(5) 由于勵磁調(diào)節(jié)器已由原先的SJ800更換為SAVR2000，可靠性提高，建議退出勵磁失壓保護聯(lián)跳1K。

(6) 對金華變低壓側(cè)301線路部分進(jìn)行熱縮處理，提高設(shè)備運行的安全性。