一起因10 kV电缆绝缘击穿导致机组跳闸的分析

赵志鹏

(大唐阳城发电有限责任公司，山西 晋城 048000)

一起因10 kV电缆绝缘击穿导致机组跳闸的分析

赵志鹏

(大唐阳城发电有限责任公司，山西 晋城 048000)

1 事件经过

某电厂2号机组停运前负荷为585 MW，A、B、C、D、E、F 6台磨煤机运行正常，锅炉燃烧稳定，机组处于协调控制方式，机组保护全部投入。

当日18：59：03，运行人员发现21号电泵突然跳闸，23号电泵A段开关联启，2号机组10 kV厂用I段所带负荷大面积故障报警，机组发生RB，联跳2C、2D磨煤机，自投A组、F组油枪。由于蒸汽流量与给水流量严重失衡，导致汽包水位快速下降，最低至-145 mm。

19：03：39，发电机负荷为310 MW，由于23号电泵联启后自动增加给水量，汽包水位开始回升。

19：05：36，汽包水位高Ⅲ值保护动作于MFT，锅炉灭火，汽机跳闸，热工保护动作，联跳发变组。

19：10，维护人员到达现场后立即与运行人员一起对机组设备进行检查，发现21号电泵开关差动保护动作跳闸，开关下口负荷侧B相接头主绝缘击穿对地放电，2号机组10 kV常用 I段母线电压正常，检查其他电气、热工保护动作正常，设备无异常。立即安排人员对21号电泵开关负荷侧电缆接头进行抢修，并同时汇报国调机组跳闸原因和机组准备启动情况。经国调许可，2号机组锅炉于19：25点火，于21：33与华东电网并列成功。

2 原因分析

2.1 电泵电机、开关处电缆检查

经维护人员现场勘查，21号电泵电机开关处B相其中1根电缆有击穿现象，击穿点在B相终端头制作处。由于电缆终端头为电缆最薄弱处，因此电缆终端头对制作工艺要求比较严格，在制作过程中必须保证电缆主绝缘层在电缆热缩前表面干净、无杂质，在热缩后无气泡产生。同时，在剥除外绝缘层时，不应使电缆主绝缘出现划伤现象。由此可见，此次电缆击穿的原因主要是，在电缆终端头制作过程中，制作工艺未能达到要求，给电缆安全运行造成了隐患，加之电缆长期处于高压状态运行，最终导致电缆击穿放电，从而导致一次接地故障发生。这是造成此次机组停运的直接原因。

2.2 热工、电气曲线报表分析

从热工、电气曲线报表及运行人员的事故处理情况分析，造成2号锅炉汽包水位高至高Ⅲ值的原因是，21号电泵开关负荷侧B相接头对地放电后，21号电泵差动保护动作跳闸，机组RB，同时23号电泵联启，给水流量在87 s内恢复至原给水量。保护人员检查21号电泵电源开关的差动保护动作记录为：DIa=6.29A、DIb=17.88A、DIc=12.32A、HIa=2.62A(制动电流)，保护定值如表1所示。

表1 21号电动给水泵8A差动保护定值

现场检查电泵电源开关，电缆室内B相电缆有明显放电痕迹，其他两相均有电弧烧伤痕迹。根据动作记录分析可知，故障点的起源为B相电缆终端头处，B相接地产生的电弧在开关柜内瞬间发展为三相弧光接地短路，总共用时220 ms。由于零序电流保护延时0.4 s，而差动保护无延时动作，在故障发展为三相弧光接地短路时，差动保护先于零序电流保护动作，将故障点与系统断开，同时联启23号电泵。由于21号电泵发生三相弧光接地短路及23号电泵联启，且2台电泵均在同一段10 kV厂用电源母线上，故造成2号机组10 kV厂用 I段母线电压瞬时降低。

由动作记录可知，故障点在220 ms内由单相接地发展成三相弧光接地短路，导致三相电压同时降低至1.772 V；而380 V低压厂用电均取自10 kV母线，致使380 V厂用电电压同时降低，使得21号送风机液压油站油泵进行切换时，由于380 V电压低2台油泵均出现瞬时停运反馈，进而导致21号送风机动叶由自动切换至手动，挡板开度保持在58 %，22号送风机动叶随RB指令逐渐关闭，锅炉燃烧变差减弱，主蒸汽流量逐渐降低至944 t/h，而给水自动仍维持1 850 t/h左右的流量，致使汽水流量偏差严重失衡。此时，运行人员看到汽包水位在-133 mm左右，为防止水位进一步降低，将汽包水位设定值由0设为19，促使汽包水位回调，而未考虑到此时给水流量与蒸汽流量偏差较大，且由于给水自动调整惯性大的特点，当给水流量下降回调时，汽包水位由于惯性及锅炉燃烧的加强而迅速升高至高Ⅲ值，触发MFT保护动作灭火，机组跳闸解列。

3 暴露问题

(1) 此次由21号电泵开关处接头对地放电引发的机组停运事故，暴露出检修部门在机组小修期间对设备隐患排查不彻底的问题，充分说明机组基建期间遗留的事故隐患未能够得到彻底排查治理。

(2) 此次机组RB后运行人员对机组的事故处理，暴露出运行人员对重要辅机跳闸后的异常处理经验欠缺，判断不准确、考虑不周到的问题，导致操作监视不到位，处理不果断。说明运行人员技术培训和事故处理能力培训不到位。

(3) 21号电泵跳闸同时联启23号电泵，10 kV母线电压波动引起送风机油站油泵切换时，造成2台油泵停运反馈同时出现，致使送风机动叶自动切换至手动，而不能进行自动调节，暴露出机组控制逻辑的设置仍然不合理，需要进行逻辑的梳理检查和改进。

4 防范措施

(1) 检修部门应提高对机组电气设备的检修质量，针对此次电缆接头接地放电的情况，认真组织开展对10 kV电气设备的隐患排查治理，确保电缆接头接触良好，无虚接、无破裂损坏、无毛刺，同时要加强电缆中间接头红外成像检查，确保设备正常运行。

(2) 检修部门应根据《电力设备交接和预防性试验规程》的规定，及时利用停机机会组织对电缆主绝缘进行交流耐压试验，排查设备隐患并及时消除隐患。

(3) 针对此次机组停运事件，发电部应制订详细的事故处理预案，并强化事故模拟演练，提高运行岗位人员对异常工况的处理能力。

(4) 针对此次机组停运事件，运行各岗位人员要加强异常情况下的汽包水位调整专题培训，使运行人员能够熟练掌握汽包水位在各种工况下的操作调整方法。

(5) 针对此次机组停运事件中暴露出的逻辑设置不合理的问题，检修部门应进行专项排查，落实责任，消除隐患，提高设备运行的可靠性。

2013-07-25；

2013-10-17。

赵志鹏(1987-)，男，助理工程师，主要从事电厂主变、电缆、高低压、电机的运行维护工作。