网控110V直流接地的查找处理及预防

2013-08-15张太林

电力安全技术 2013年3期

张太林

(四川广安发电有限责任公司，四川广安 638000)

某发电厂先后经历一、二、三期工程建设投产，圆满实现总装机2400MW规模。其中，一期2×300MW燃煤汽轮发电机机组经220kV升压站送出负荷。220kV升压站共有9个开关，分别为2台机组出口开关201，202，4条线路开关261，262，263，264和3台启备变开关205，206，207。二期2×300MW和三期2×600MW燃煤汽轮发电机组经500kV升压站送出负荷。500kV升压站采用3/2接线方式，共有3个完整串，9个开关。第1串 5011，5012，5013开关，第2串 5021，5022，5023开关，第3串5031，5032，5033开关。

该厂二、三期4台机组(3号、4号、5号、6号)分别接入500kV升压站第1，2，3串。500kV第2串中开关5022为4号、5号机主变出口公共开关，一般作为第2串解环和合环用，二、三期控制员均有操作权限。4号、5号机组与500kV电网解列和并列均用边开关5021，5023操作。

1 网控110V直流系统负荷分配情况

按基建设计，该厂220kV、500kV升压站均设有网控110V直流系统，为升压站线路保护、控制、信号屏，母线保护柜，电网安全控制柜，故障录波器等提供直流电源。

一期集控室设有220kV升压站监控立盘，监视220kV 4条线路的电流、功率，线路开关的控制、保护信号，I，II号母线电压、保护信号及220kV网控110V直流运行情况。一期220kV升压站网控110V直流系统(以下简称“220kV网控110V直流”)，除为一期220kV升压站的线路261，262，263，2644个开关、线路保护及220kV I、II号母线保护提供直流控制电源外，还为二、三期500kV第1串5011，5012，5013开关，第2串5021，5022，5023开关，500kV I回线路保护屏，500kV I、II号母线保护屏提供直流电源。

二、三期集控室没有设计500kV升压站监控立盘，但设有500kV网控上位机，二、三期集控室各有2台上位机，互为备用。二、三期集控均有操作权限，均可在500kV网控上位机上监控500kV升压站线路、各开关电流、保护、信号，I、II号母线电压、保护、信号和500kV升压站网控110V直流系统(以下简称“500kV网控110V直流”)。500kV第3串5031，5032，5033开关由500kV网控110V直流供电。

2 网控110V直流接地的处理

网控110V直流系统接地故障前，该厂4号、5号机组运行，4号、5号机主变出口500kV 5021，5022，5023开关运行正常。220kV网控110V直流对5022，5023开关控制、保护、信号系统供电正常。

2011-03-09T03:52，该厂500kV第2串5023开关跳闸，5号机组只能经5022开关送出负荷。电气值班员检查发现：500kV故障录波装置报“区外故障”，5023开关保护装置无异常，500kV II号母运行正常，5号机组DCS画面和立盘发“500kV 5023开关跳闸”报警，于是通知电气检修人员检查处理，并汇报给电气技术管理人员。

05:10，一期集控室220kV监控立盘“220kV网控110V直流Ⅰ号母线故障”报警，一期检查220kV网控110V直流Ⅰ号母线负极接地(负极对地电压为-22V，正极对地电压为88V)。三期尝试断开5023开关保护屏内直流电源空开后，一期“220kV网控110V直流Ⅰ号母线故障”报警消失。初步分析认为，5023开关控制回路接地，导致5023开关保护误动跳闸。

08:10，电气检修人员办票检查5023开关控制回路。09:10，处理5号炉B磨煤机上方电缆桥架内5号机发变组保护C屏至5023开关保护屏第1组跳闸线圈2根正极电缆短路(更换已受伤长约0.5m的电缆)，恢复5023开关运行正常。

09:59起，5号机DCS画面上主变A相油箱油温2号测点，高厂变油箱油温1号、2号测点，高厂变绕组温度、主变B相绕组温度显示时好时坏，通知热工、电气检修人员检查上述测点，并汇报给电气技术管理人员。为了防止主变、高厂变油温保护误动跳机，经请示总工程师同意，将5号机发变组高厂变油温和主变A、B相油温高保护退出。

13:10，一期集控室“220kV网控110V直流故障”又报警，经查为500kV第2串5022开关保护屏直流2号电源故障报警。退出5号机发变组保护C屏出口跳5022开关压板，并通知电气检修人员检查。

15:16，5号机集控110V直流系统故障报警，就地检查为110V直流正极接地(正极对地35V，负极对地-75 V)。生产部立即组织，详细布置和实施了220kV、500kV网控110V直流和5号机集控110V直流系统接地查找工作。

18:00，搭设脚手架，全面检查5号炉磨煤机上部13 m层电缆桥架。电气人员发现5号炉B磨煤机上部煤粉管处电缆桥架积粉自燃，已经烧伤多根电缆绝缘。该电缆桥架内布置有5号机发变组保护屏110V直流电缆、发变组保护屏至500kV 5022，5023开关的控制、保护、信号电缆，同时还包括发变组油温，绕组温度，轻重瓦斯，电压、电流采样电缆。

18:27，二期尝试断开4号、5号机主变出口5022开关直流电源空开后，一期集控室“220kV网控110V直流故障”报警消失。

19:30，电气检修人员又处理了5号机发变组保护C屏至5022开关保护屏第1组跳闸线圈2根负极电缆绝缘低后(更换已受伤长约0.5 m的电缆)，500kV第2串5022开关保护屏直流2号电源故障报警和220kV网控110V直流故障报警消失，投入5号机发变组C屏出口跳5022开关压板。

21:50，因处理5号炉B磨煤机上方电缆桥架内受损电缆绝缘工作需要，经总工程师同意，退出5号机发变组保护C屏主变ABC相油温保护、脱硫变油温保护、主变ABC重瓦斯、高厂变重瓦斯、脱硫变重瓦斯、励磁变温度高保护。

2011-03-10T03:42，热工、电气检修人员将5号炉B磨煤机上方电缆桥架内受损电缆绝缘处理完毕，投入5号机发变组保护C屏各保护。至此，5号机110V直流系统接地故障全部消除，220kV网控110V直流、5号机集控110V直流系统恢复正常运行。

3 110V直流系统接地的原因分析

3.1 电缆桥架被烧的原因

通过调查发现，5号机B磨煤机上方电缆桥架积煤并非自燃，而是2011-03-08T15:30，锅炉检修人员办理了“5号炉B磨煤机出口B2出料阀后粉管漏粉处理”工作票(还办理了动火工作附票)，对B2粉管实施了焊补，该工作于当日18:20结束。粉管补焊过程中，因焊工处理不当，焊渣落入5号炉B磨煤机上方的电缆桥架，引燃电缆桥架上的积煤，积煤缓慢“自燃”，先后烧坏了该电缆桥架内的5号机发变组保护屏至5023，5022开关的直流电源、高厂变、主变油温、绕组温度、瓦斯保护等测量、信号、保护、控制电缆。

3.2 500kV 5023开关误动跳闸的原因

因5号炉B磨煤机上方电缆桥架内5号机发变组保护C屏至5023开关保护屏第1组跳闸线圈2根正极电缆被烧，短路使 500kV 5023开关跳闸回路接通，开关跳闸。

3.3 5号机DCS画面温度显示异常的原因

5号炉B磨煤机上方电缆桥架内的5号机高厂变、主变油温、绕组温度电缆被烧，导致了上述温度测量信号不准，进而在5号机组DCS画面显示时好时坏。

3.4 “220kV网控110V直流故障”和“5号机110V直流系统故障”延迟报警的原因

5号炉B磨煤机上方电缆桥架因焊渣引燃积煤，燃烧过程是缓慢发展的。首先烧坏5号机发变组保护C屏至5023开关保护屏第1组跳闸线圈2根正极电缆短路，再烧坏5号机发变组保护C屏至5022开关保护屏第1组跳闸线圈2根负极电缆，使“220kV网控110V直流故障”先后报警。随着该处电缆桥架积煤自燃的持续，进而使5号机集控110V直流至发变组保护屏的控制电缆对地绝缘下降，触发了“5号机集控110V直流故障”报警。

4 事故处理过程暴露出的问题

4.1 电气检修管理不完善

电气检修相关人员对故障的处理分析简单，尤其是技术管理人员没有高度重视，没有及时跟进和制定方案，没有及时查找根源。

2011-03-09T09:10，电气检修人员发现并更换了5号炉B磨煤机上方电缆桥架处5号机发变组保护C屏至5023开关保护屏第1组跳闸线圈2根正极0.5 m长的受损电缆，但没有分析出该电缆受损的真正原因是积煤燃烧的高温碳渣烧坏了电缆绝缘，更没有发现该电缆桥架上方的积煤还在燃烧，延误了处理时机，致使该电缆桥架内5号机发变组多个温度测点显示异常和5022开关保护屏2号电源故障的相继发生。

4.2 电气运行管理不完善

二、三期电气运行规程和电气系统图上均没有500kV第1串5011，5012，5013开关、第2串5021，5022，5023 开关、500kV I回线路、500kV I、II号母线保护的直流控制、保护、信号电源均取自220kV网控110V直流系统的说明和标注；二、三期集控室立盘上也没有“220kV网控110V直流故障”报警，没能引起二、三期运行重视，运行及时预见到5023，5022开关直流控制电源异常和5号机发变组的温度显示异常都是因为5号炉B磨煤机上方电缆桥架积煤自燃烧坏电缆所致。

5 事故预防措施

(1) 加强检修动火作业管理。严格执行动火工作票制度，动火前要做好铺垫，作业后要清除火种，杜绝现场遗留火种。

(2) 加强锅炉本体、输卸煤及制粉系统治漏和积煤清扫工作，减少积煤、积粉和杜绝积煤自燃。

(3) 加强易积粉、积煤区域的电缆及电缆桥架的巡视和测温工作，做到早发现、早处理。

(4) 加强电气检修管理，尤其是技术管理，消缺处理过程中，应查清缺陷根源，深层次地分析问题根源，根治缺陷。

(5) 完善电气运行规程和图纸。在一、二、三期电气运行规程中增补“220kV网控110V直流系统负荷有：一期220kV升压站的261，262，263，2644个线路开关的控制、信号电源；500kV第1串5011，5012，5013开关和第2串5021，5022，5023开关的控制、信号电源；500kV I、II母线保护控制、信号电源”。在一、二、三期电气系统图中增补“220kV网控110V直流系统图”和“500kV网控110V直流系统图”，以利于一、二、三期运行人员同时学习掌握。

(6) 完善二、三期机组网控110V直流故障报警。在该厂3号、4号、5号机组立盘和DCS系统上应增设“220kV网控110V直流故障”声光报警；在6号机组立盘和DCS系统上增设“500kV网控110V直流故障”声光报警。

(7) 完善直流接地处理技术管理。发生直流接地故障时，应及时、快速查找消除接地故障点。

直流系统接地查找应坚持“先信号回路、事故照明回路，再操作回路、控制回路、保护回路”的原则，重点检查绝缘差的回路。

定期巡视直流系统对地绝缘，特别是对绝缘差、环境潮湿、粉尘易堆积、积煤易自燃的电缆及电缆桥架的监视和测温。

运行必须认真做好危险点分析工作，执行好生产逐级汇报制度，值班员应将检查发现的问题、现象及时汇报值长，值长不能确定问题及其危害程度时，应汇报相关管理人员，以获得技术支持，使更多的技术人员都想问题、填措施，解决问题，预防异常扩大为事故。

(8) 严格遵循“四不放过”原则。发生异常和事故，必须严格遵循“四不放过”原则，认真地组织分析，查清事故原因，使相关人员吸取事故教训，并追究责任，尤其是管理责任。要举一反三，突出重点，对照《二十五项反事故措施》和有关规定，制定专项整改措施，修订、完善运行规程，尽快消除设备缺陷，全面解决生产管理中存在的问题，杜绝同类事故再次发生。