高壓廠用變壓器低壓側(cè)共箱母線故障導(dǎo)致停機(jī)的事故分析

秦卓欣

(山西漳山發(fā)電有限責(zé)任公司，山西長治　046021)

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高壓廠用變壓器低壓側(cè)共箱母線故障導(dǎo)致停機(jī)的事故分析

秦卓欣

(山西漳山發(fā)電有限責(zé)任公司，山西長治046021)

摘要:研究了一起高壓廠用變壓器低壓側(cè)共箱封閉母線故障導(dǎo)致停機(jī)的事故，通過事故處理及錄波分析，得出共箱封閉母線蓋板密封不嚴(yán)、母線絕緣體受潮是導(dǎo)致低壓側(cè)邊相對地放電、機(jī)組全停的直接原因，并從運(yùn)行方式、設(shè)備維護(hù)等方面提出了防范措施。

關(guān)鍵詞:共箱封閉母線;單相接地故障;受潮;室溫硫化硅橡膠;母線伴熱

1　事故及機(jī)組情況概述［1］

某火電廠#3機(jī)組運(yùn)行中發(fā)生一起高壓廠用變壓器(以下簡稱高廠變)低壓側(cè)共箱封閉母線故障，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)變壓器組(以下簡稱發(fā)變組)“高廠變A分支零序過流t1，t2”保護(hù)動作、機(jī)組非計劃停機(jī)。

該廠500 kV電氣主接線采用1臺半斷路器接線，機(jī)組為600 MW直接空冷機(jī)組，設(shè)有1臺高廠變和1臺高壓公用變壓器(以下簡稱高公變)，設(shè)有2 段10 kV廠用工作母線，由共箱封閉母線連接至支接于發(fā)電機(jī)出口的分裂結(jié)構(gòu)高廠變(容量為63～35 MV·A)低壓側(cè)，為10 kV機(jī)組、鍋爐廠用負(fù)荷供電。另有2段10kV廠用公用母線，與支接于#3，#4發(fā)電機(jī)出口的雙卷結(jié)構(gòu)高公變(容量為31.5 MV·A)低壓側(cè)相連。發(fā)變組保護(hù)采用雙重化配置，分別為國電南自凌伊電力自動化有限公司的DGT系列和美國通用電氣公司的UR系列保護(hù)裝置。

2　事故經(jīng)過

事故當(dāng)日03: 54: 00，#3機(jī)組帶負(fù)荷397 MW，#3高廠變帶10 kV工作A，B段運(yùn)行，#3高公變帶10 kV公用A段運(yùn)行，運(yùn)行中#3機(jī)組跳閘。#3發(fā)變組保護(hù)第1套B屏、第2套D屏發(fā)“高廠變A分支零序過流t1”“高廠變A分支零序過流t2”信號，非電量E屏發(fā)“熱工保護(hù)”“勵磁系統(tǒng)跳閘”保護(hù)信號。

3　事故處理

(1)事故當(dāng)日06: 20: 00，整體測#3高廠變低壓側(cè)母線絕緣情況為A分支母線對地絕緣電阻0 MΩ，B分支母線對地絕緣電阻120 MΩ。

(2)逐一打開#3高廠變低壓側(cè)A分支共箱封閉母線蓋板，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部受潮現(xiàn)象嚴(yán)重，母線出墻垂直位置A相一支撐絕緣板有明顯放電痕跡。拆除受損絕緣板，測母線絕緣情況為A分支母線對地絕緣電阻15 MΩ，B分支母線對地絕緣電阻130 MΩ。

(3)聯(lián)系運(yùn)行人員投入#3高廠變低壓側(cè)A，B分支、#3高公變低壓側(cè)共箱封閉母線伴熱。將#3高廠變低壓側(cè)A，B分支、#3高公變低壓側(cè)共箱封閉母線上部及垂直位置的蓋板全部打開，清理內(nèi)部母線及支撐絕緣板，對共箱封閉母線垂直位置蓋板與共箱封閉母線殼體結(jié)合部分用玻璃膠進(jìn)行密封，預(yù)防潮氣入侵。

(4) 13: 00: 00，#3高廠變低壓側(cè)A，B分支、#3高公變低壓側(cè)共箱封閉母線檢查完畢，測母線絕緣情況為A分支母線對地絕緣電阻250 MΩ，B分支母線對地絕緣電阻2 500 MΩ，10 kV公用A段母線對地絕緣電阻900 MΩ。

(5)耐壓測試合格，相關(guān)處理工作結(jié)束［2］。14: 07: 00，#3機(jī)組并網(wǎng)。

4　事故分析

4.1故障錄波分析

#3機(jī)組高廠變A，B分支零序保護(hù)定值見表1，2套保護(hù)相同，變比為50/1。

表1　#3機(jī)組高廠變A，B分支零序保護(hù)定值

調(diào)取故障錄波器文件，可以看到在事故發(fā)生前，#3機(jī)組高廠變A分支A相電壓為52.93 V，低于正常電壓，已經(jīng)存在事故隱患。事故發(fā)生時A分支A相電壓下降至10.67 V，B相電壓上升至86.73 V，C相電壓上升至88.41 V，A分支零序電流增至1.54 A，已達(dá)到分支過流保護(hù)定值。三相電流取自工作進(jìn)線開關(guān)下口，故障前、后不變，如圖1所示。#3機(jī)組高廠變?yōu)橹凶杞拥胤绞?，電壓、零序電流變化符合A相單相接地故障表現(xiàn)形式。

故障發(fā)生后，#3發(fā)變組保護(hù)B，D屏顯示“高廠變A分支零序過流t1”保護(hù)動作，跳開10 kV工作A段工作進(jìn)線開關(guān)。開關(guān)跳閘后A分支零序電流仍然超過整定值，故障未切除。#3發(fā)變組保護(hù)B，D屏顯示“高廠變A分支零序過流t2”保護(hù)動作，跳開500 kV邊、中斷路器，跳開10 kV工作B段、公用A段工作進(jìn)線開關(guān)、滅磁開關(guān)，#3機(jī)組全停，如圖2所示。10 kV工作A段工作進(jìn)線開關(guān)跳閘后故障仍然存在，說明故障點(diǎn)位于A分支至進(jìn)線開關(guān)共箱封閉母線處。

4.2故障原因分析

故障點(diǎn)位于A分支共箱封閉母線室外垂直布置A相處，如圖3所示，與錄波分析一致，保護(hù)正確動作。分析故障原因有以下幾點(diǎn)。

圖1　3A段母線電壓、電流錄波圖

圖2　開關(guān)量錄波圖

(1)機(jī)組高廠變、高公變低壓側(cè)共箱封閉母線在設(shè)計、安裝方面存在缺陷:一方面是其位置處于空冷島下方;另一方面是其方箱的檢查孔蓋板原設(shè)計未安裝密封墊，導(dǎo)致密封不嚴(yán)。在空冷島散熱器進(jìn)行沖洗、噴霧工作時，或遇到大雨、大霧天氣時，由于未采取有效的防護(hù)措施，部分水會滲入共箱封閉母線內(nèi)，引起母線絕緣護(hù)套及絕緣支撐板受潮。母線絕緣護(hù)套對接存在縫隙，保護(hù)套與絕緣支撐板相接觸而受潮，導(dǎo)致10 kV廠用工作母線A分支A相對共箱封閉母線外殼放電，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)變組保護(hù)動作、機(jī)組全停。絕緣護(hù)套采用2個半圓弧對接，在事故中對接縫隙處的放電痕跡較嚴(yán)重，如圖4所示。

圖3　高廠變低壓側(cè)A分支共箱封閉母線故障點(diǎn)

圖4　母線絕緣護(hù)套與絕緣支撐板放電痕跡

(2)機(jī)組采取的運(yùn)行方式為:在機(jī)組停運(yùn)期間投運(yùn)母線伴熱，在機(jī)組運(yùn)行期間不投運(yùn)母線伴熱。由于在廠用電負(fù)荷較低時，母線電流較小，發(fā)熱量較少，同時由于該地區(qū)晝夜溫差大，蓋板封閉不嚴(yán)，夜間潮氣進(jìn)入，都會造成共箱封閉母線絕緣體表面結(jié)露，進(jìn)而引發(fā)母線對地放電。

(3)共箱封閉母線的絕緣護(hù)套和絕緣支撐板存在一定質(zhì)量問題，可能引起絕緣能力降低。

5　防范措施

為徹底消除隱患，避免同類事故再次發(fā)生，采取了以下防范措施。

(1)利用檢修機(jī)會，對全廠6，10 kV共箱封閉母線所有蓋板縫隙粘貼密封條，防止由于進(jìn)水或內(nèi)部受潮造成短路接地。室外垂直布置的10 kV工作母線和公用母線在本次事故處理中已臨時覆蓋玻璃膠進(jìn)行封堵，另加裝鋁皮(或鐵皮)防護(hù)罩。對主變壓器、高廠變、高公變的封閉母線和變壓器連接處采用室溫硫化硅橡膠(RTV)傘裙粘貼封堵。

(2)加強(qiáng)母線伴熱裝置投運(yùn)管理，根據(jù)天氣、負(fù)荷等情況適時投運(yùn)［3］。

(3)對所有室外部分的共箱封閉母線絕緣支撐方式進(jìn)行改造，將絕緣板支撐改為瓷絕緣子支撐，在絕緣支撐上噴涂RTV，防止絕緣支撐吸潮。在共箱封閉母線出、入口設(shè)排潮口，加裝硅膠呼吸器，及時排出潮氣。

(4)針對共箱封閉母線的絕緣護(hù)套和絕緣支撐板質(zhì)量問題，對封閉母線的絕緣護(hù)套和絕緣支撐板分別噴涂FR60有機(jī)硅阻燃導(dǎo)熱高壓絕緣涂料，在絕緣護(hù)套2個半圓弧對接的縫隙處采用RTV填充，提高絕緣材料的防潮、憎水和耐老化能力［4－5］。

(5)在封閉母線方箱上加裝防護(hù)罩，一方面防止進(jìn)水，另一方面防止高空墜物將封閉母線方箱擊穿，造成母線短路。

6　結(jié)論

共箱封閉母線在設(shè)計、安裝上的缺陷導(dǎo)致母線絕緣體受潮，是造成本次事故的主要原因。針對故障原因提出了封堵、伴熱、防潮等防止母線絕緣能力降低的措施，取得了良好的治理效果，全廠未再發(fā)生同類型故障。

參考文獻(xiàn):

［1］侯保軍，史永果.封閉式共箱母線的應(yīng)用［J］.電氣時代，2009(1) : 94－96.

［2］金屬封閉母線: GB/T 8349—2000［S］.

［3］段薇薇.一起啟備變低壓側(cè)共箱母線故障的分析及處理［J］.硅谷，2013(9) : 90.

［4］賀曉華.330MW發(fā)電機(jī)組共箱母線故障的分析及對策［J］.寧夏電力，2008(3) : 31－33.

［5］劉成，包龍卿，王洪見.淺談如何提高共箱封閉母線的絕緣性能［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，20(31) : 199－200.

(本文責(zé)編:弋洋)

秦卓欣(1985—)，女，山西長治人，工程師，工學(xué)碩士，從事電廠電氣設(shè)備管理與維護(hù)工作(E-mail: qinzhuoxin@ zsepower.com.cn)。

作者簡介:

收稿日期:2015－11－27;修回日期:2015－12－28

中圖分類號:TM 621

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

文章編號:1647－1951(2016)01－0042－03