一起因10?kV電纜絕緣擊穿導(dǎo)致機(jī)組跳閘的分析

趙志鵬

(大唐陽(yáng)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000)

一起因10?kV電纜絕緣擊穿導(dǎo)致機(jī)組跳閘的分析

趙志鵬

(大唐陽(yáng)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000)

1 事件經(jīng)過(guò)

某電廠2號(hào)機(jī)組停運(yùn)前負(fù)荷為585 MW，A、B、C、D、E、F 6臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行正常，鍋爐燃燒穩(wěn)定，機(jī)組處于協(xié)調(diào)控制方式，機(jī)組保護(hù)全部投入。

當(dāng)日18：59：03，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)21號(hào)電泵突然跳閘，23號(hào)電泵A段開關(guān)聯(lián)啟，2號(hào)機(jī)組10 kV廠用I段所帶負(fù)荷大面積故障報(bào)警，機(jī)組發(fā)生RB，聯(lián)跳2C、2D磨煤機(jī)，自投A組、F組油槍。由于蒸汽流量與給水流量嚴(yán)重失衡，導(dǎo)致汽包水位快速下降，最低至-145 mm。

19：03：39，發(fā)電機(jī)負(fù)荷為310 MW，由于23號(hào)電泵聯(lián)啟后自動(dòng)增加給水量，汽包水位開始回升。

19：05：36，汽包水位高Ⅲ值保護(hù)動(dòng)作于MFT，鍋爐滅火，汽機(jī)跳閘，熱工保護(hù)動(dòng)作，聯(lián)跳發(fā)變組。

19：10，維護(hù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后立即與運(yùn)行人員一起對(duì)機(jī)組設(shè)備進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)21號(hào)電泵開關(guān)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘，開關(guān)下口負(fù)荷側(cè)B相接頭主絕緣擊穿對(duì)地放電，2號(hào)機(jī)組10 kV常用 I段母線電壓正常，檢查其他電氣、熱工保護(hù)動(dòng)作正常，設(shè)備無(wú)異常。立即安排人員對(duì)21號(hào)電泵開關(guān)負(fù)荷側(cè)電纜接頭進(jìn)行搶修，并同時(shí)匯報(bào)國(guó)調(diào)機(jī)組跳閘原因和機(jī)組準(zhǔn)備啟動(dòng)情況。經(jīng)國(guó)調(diào)許可，2號(hào)機(jī)組鍋爐于19：25點(diǎn)火，于21：33與華東電網(wǎng)并列成功。

2 原因分析

2.1 電泵電機(jī)、開關(guān)處電纜檢查

經(jīng)維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)勘查，21號(hào)電泵電機(jī)開關(guān)處B相其中1根電纜有擊穿現(xiàn)象，擊穿點(diǎn)在B相終端頭制作處。由于電纜終端頭為電纜最薄弱處，因此電纜終端頭對(duì)制作工藝要求比較嚴(yán)格，在制作過(guò)程中必須保證電纜主絕緣層在電纜熱縮前表面干凈、無(wú)雜質(zhì)，在熱縮后無(wú)氣泡產(chǎn)生。同時(shí)，在剝除外絕緣層時(shí)，不應(yīng)使電纜主絕緣出現(xiàn)劃傷現(xiàn)象。由此可見，此次電纜擊穿的原因主要是，在電纜終端頭制作過(guò)程中，制作工藝未能達(dá)到要求，給電纜安全運(yùn)行造成了隱患，加之電纜長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)運(yùn)行，最終導(dǎo)致電纜擊穿放電，從而導(dǎo)致一次接地故障發(fā)生。這是造成此次機(jī)組停運(yùn)的直接原因。

2.2 熱工、電氣曲線報(bào)表分析

從熱工、電氣曲線報(bào)表及運(yùn)行人員的事故處理情況分析，造成2號(hào)鍋爐汽包水位高至高Ⅲ值的原因是，21號(hào)電泵開關(guān)負(fù)荷側(cè)B相接頭對(duì)地放電后，21號(hào)電泵差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘，機(jī)組RB，同時(shí)23號(hào)電泵聯(lián)啟，給水流量在87 s內(nèi)恢復(fù)至原給水量。保護(hù)人員檢查21號(hào)電泵電源開關(guān)的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作記錄為：DIa=6.29A、DIb=17.88A、DIc=12.32A、HIa=2.62A(制動(dòng)電流)，保護(hù)定值如表1所示。

表1 21號(hào)電動(dòng)給水泵8A差動(dòng)保護(hù)定值

現(xiàn)場(chǎng)檢查電泵電源開關(guān)，電纜室內(nèi)B相電纜有明顯放電痕跡，其他兩相均有電弧燒傷痕跡。根據(jù)動(dòng)作記錄分析可知，故障點(diǎn)的起源為B相電纜終端頭處，B相接地產(chǎn)生的電弧在開關(guān)柜內(nèi)瞬間發(fā)展為三相弧光接地短路，總共用時(shí)220 ms。由于零序電流保護(hù)延時(shí)0.4 s，而差動(dòng)保護(hù)無(wú)延時(shí)動(dòng)作，在故障發(fā)展為三相弧光接地短路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)先于零序電流保護(hù)動(dòng)作，將故障點(diǎn)與系統(tǒng)斷開，同時(shí)聯(lián)啟23號(hào)電泵。由于21號(hào)電泵發(fā)生三相弧光接地短路及23號(hào)電泵聯(lián)啟，且2臺(tái)電泵均在同一段10 kV廠用電源母線上，故造成2號(hào)機(jī)組10 kV廠用 I段母線電壓瞬時(shí)降低。

由動(dòng)作記錄可知，故障點(diǎn)在220 ms內(nèi)由單相接地發(fā)展成三相弧光接地短路，導(dǎo)致三相電壓同時(shí)降低至1.772 V；而380 V低壓廠用電均取自10 kV母線，致使380 V廠用電電壓同時(shí)降低，使得21號(hào)送風(fēng)機(jī)液壓油站油泵進(jìn)行切換時(shí)，由于380 V電壓低2臺(tái)油泵均出現(xiàn)瞬時(shí)停運(yùn)反饋，進(jìn)而導(dǎo)致21號(hào)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉由自動(dòng)切換至手動(dòng)，擋板開度保持在58 %，22號(hào)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉隨RB指令逐漸關(guān)閉，鍋爐燃燒變差減弱，主蒸汽流量逐漸降低至944 t/h，而給水自動(dòng)仍維持1 850 t/h左右的流量，致使汽水流量偏差嚴(yán)重失衡。此時(shí)，運(yùn)行人員看到汽包水位在-133 mm左右，為防止水位進(jìn)一步降低，將汽包水位設(shè)定值由0設(shè)為19，促使汽包水位回調(diào)，而未考慮到此時(shí)給水流量與蒸汽流量偏差較大，且由于給水自動(dòng)調(diào)整慣性大的特點(diǎn)，當(dāng)給水流量下降回調(diào)時(shí)，汽包水位由于慣性及鍋爐燃燒的加強(qiáng)而迅速升高至高Ⅲ值，觸發(fā)MFT保護(hù)動(dòng)作滅火，機(jī)組跳閘解列。

3 暴露問(wèn)題

(1) 此次由21號(hào)電泵開關(guān)處接頭對(duì)地放電引發(fā)的機(jī)組停運(yùn)事故，暴露出檢修部門在機(jī)組小修期間對(duì)設(shè)備隱患排查不徹底的問(wèn)題，充分說(shuō)明機(jī)組基建期間遺留的事故隱患未能夠得到徹底排查治理。

(2) 此次機(jī)組RB后運(yùn)行人員對(duì)機(jī)組的事故處理，暴露出運(yùn)行人員對(duì)重要輔機(jī)跳閘后的異常處理經(jīng)驗(yàn)欠缺，判斷不準(zhǔn)確、考慮不周到的問(wèn)題，導(dǎo)致操作監(jiān)視不到位，處理不果斷。說(shuō)明運(yùn)行人員技術(shù)培訓(xùn)和事故處理能力培訓(xùn)不到位。

(3) 21號(hào)電泵跳閘同時(shí)聯(lián)啟23號(hào)電泵，10 kV母線電壓波動(dòng)引起送風(fēng)機(jī)油站油泵切換時(shí)，造成2臺(tái)油泵停運(yùn)反饋同時(shí)出現(xiàn)，致使送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉自動(dòng)切換至手動(dòng)，而不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，暴露出機(jī)組控制邏輯的設(shè)置仍然不合理，需要進(jìn)行邏輯的梳理檢查和改進(jìn)。

4 防范措施

(1) 檢修部門應(yīng)提高對(duì)機(jī)組電氣設(shè)備的檢修質(zhì)量，針對(duì)此次電纜接頭接地放電的情況，認(rèn)真組織開展對(duì)10 kV電氣設(shè)備的隱患排查治理，確保電纜接頭接觸良好，無(wú)虛接、無(wú)破裂損壞、無(wú)毛刺，同時(shí)要加強(qiáng)電纜中間接頭紅外成像檢查，確保設(shè)備正常運(yùn)行。

(2) 檢修部門應(yīng)根據(jù)《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的規(guī)定，及時(shí)利用停機(jī)機(jī)會(huì)組織對(duì)電纜主絕緣進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，排查設(shè)備隱患并及時(shí)消除隱患。

(3) 針對(duì)此次機(jī)組停運(yùn)事件，發(fā)電部應(yīng)制訂詳細(xì)的事故處理預(yù)案，并強(qiáng)化事故模擬演練，提高運(yùn)行崗位人員對(duì)異常工況的處理能力。

(4) 針對(duì)此次機(jī)組停運(yùn)事件，運(yùn)行各崗位人員要加強(qiáng)異常情況下的汽包水位調(diào)整專題培訓(xùn)，使運(yùn)行人員能夠熟練掌握汽包水位在各種工況下的操作調(diào)整方法。

(5) 針對(duì)此次機(jī)組停運(yùn)事件中暴露出的邏輯設(shè)置不合理的問(wèn)題，檢修部門應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)排查，落實(shí)責(zé)任，消除隱患，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

2013-07-25；

2013-10-17。

趙志鵬(1987-)，男，助理工程師，主要從事電廠主變、電纜、高低壓、電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)工作。