某电厂1＃厂变跳闸导致发电机停机事故分析

2015-12-21单渊博

机电信息 2015年33期

单渊博

（阳煤集团发供电分公司生产技术部，山西阳泉045000）

0 引言

火电厂厂用变压器在机组启动时提供启动电源，并网后为厂用辅助设备及公用系统提供电源。安全可靠的厂用电源对发电厂的安全稳定运行起着至关重要的作用，而厂用设备故障可能引起厂变跳闸，造成发电机停机。本文就对一起发电厂厂用变跳闸事故进行分析，查找出设备安装、试验、维护过程中暴露出的问题，并提出预防类似事故的措施和建议。

1 事故过程简介

1．1 厂用电投运及运行状态

1＃发电机正常运行，1＃电抗器接带6kVⅠ段，1＃厂变接带380VⅠ段，0＃厂变作为380VⅠ段的备用电源，1＃发电机汽机辅助设备及公用设备均接带在380VⅠ段上。

1．2 事故过程

2014－05－13T10：43，1＃发电机303开关跳闸，1＃电抗器601开关、6kVⅠ段6101开关跳闸，600A开关备自投成功，1＃厂变高、低压侧6110开关、4101开关跳闸，0＃厂变高、低压侧6207开关、4102开关跳闸。

检查保护动作情况：1＃机综自系统事故报文显示“1＃厂变零序电流Ⅰ段保护动作”、“0＃厂变零序电流Ⅰ段保护动作”、“1＃发电机主汽门关闭联跳发电机热工保护动作”。

2 现场情况及保护动作情况分析

2．1 故障排查处理过程

根据保护动作情况，到380VⅠ段配电室检查，配电柜保护均正常未掉牌，打开所有柜门前、后检查开关、刀闸、电缆均无过热、异音及异味，随后检查1＃厂变本体也无过热、异音及异味。遂实施分步排查：第一步，将380VⅠ段B列所有负荷开关断开后，摇测B列母线绝缘合格；第二步，分路试送负荷，因怀疑1＃炉动力配电箱（二）负荷、主控照明盘负荷有接地故障可能，断开此两路负荷，对主控照明盘电缆摇测绝缘合格；第三步，在动力配电箱（二）停电后，在锅炉8m平台对1＃炉捞渣机、输渣机、火焰探头、渣斗加热控制箱、2＃磨满传电机负荷电缆摇测绝缘，发现1＃炉火焰探头负荷电缆三相对地绝缘为0，于是将除火焰探头之外的负荷送电，380VⅠ段恢复送电后，启动1＃机并网成功。

故障后续排查过程：由于5月13日在380VⅠ段负荷切除故障查找过程，在380V配电室内对1＃炉火焰探头冷却气泵负荷电缆摇测绝缘为0，因此5月14日分别对冷却气泵及其电源电缆绝缘进行测定，摇测绝缘合格，随后对5月13日上午启停设备进行排查，发现1＃疏水泵电机两相对地绝缘为0，但疏水泵电缆摇测绝缘合格。5月16日检修人员对1＃疏水泵电机进行拆检，发现电机接线柱两个压线螺母粘连、定子线圈两相对地绝缘为0，确认疏水泵电机烧毁。后对1＃疏水泵接触器进行检查，发现一相触头烧损严重，其余两相有烧损痕迹，确定5月13日厂变跳闸故障点在1＃疏水泵。

2．2 保护装置动作记录

（1）1＃厂变保护动作历史记录如表1所示。

表1 1＃厂变保护动作历史记录

（2）0＃厂变保护动作历史记录如表2所示。

表2 0＃厂变保护动作历史记录

（3）保护定值及开关动作情况如表3所示。

表3 保护定值及开关动作情况

2．3 保护动作情况分析

（1）1＃厂变零序电流Ⅰ段保护动作6110、4101开关跳闸，零序电流Ⅰ段动作电流为2．307A，保护动作相对时间502ms，超过保护动作定值1．2A／0．5s，保护动作正确。

（2）0＃厂变零序电流Ⅰ段保护动作6207、4102开关跳闸，零序电流Ⅰ段动作电流为2．384A，保护动作相对时间501ms，超过保护动作定值1．45A／0．5s，保护动作正确。

（3）1＃发电机热工保护主汽门关闭联跳发电机动作，601、6101开关跳闸，保护动作正确；601、6101开关跳闸，600A开关备自投合闸，电气备自投保护动作正确。

3 事故原因分析

（1）1＃厂变零序保护动作跳闸，说明380VⅠ段所带负荷有单相接地现象或主变低压侧三相负荷电流严重不平衡。但由于1＃厂变跳闸后故障未消除，在0＃厂变备自投成功后，零序保护动作又跳闸。

（2）1＃疏水泵电机及接触器现场情况：电机接线柱两个压线螺母粘连、定子线圈两相对地绝缘为0；接触器一相触头烧损严重，其余两相有烧损痕迹。

事故前1＃疏水泵启停维护情况：5月13日9：10左右汽机值班人员启动泵后2min后跳停，汇报值长，电修人员在到现场检查时，发现就地控制箱接触器上口无电压，就地控制箱内电机智能保护装置失电，无历史动作记录。

通过上述现象可推出电机能启动，说明启动时不存在缺相故障。电机启动后跳停说明电机有故障过流保护动作，但在跳停过程中，由于接触器有一相粘连（图1）未完全跳开，另两相虚连，接触电阻增大，电流增大，最后导致电机线圈烧毁接地，造成厂变低压侧三相电流不平衡，中性点产生较大零序电流2．307A（一次电流692A），超过零序保护定值1．2A（一次电流360A），零序保护动作跳闸。

图1 低压厂变示意图

（3）1＃炉火焰探头冷却气泵电机负荷电缆开始摇测对地绝缘为0，后断开就地控制箱开关后摇测电缆绝缘正常，电机绝缘合格，原因如下：一是冷却气泵就地控制箱内无接触器，电源通过一控制开关直接连到电机；二是冷却气泵电机定子绕组接线型式为Y接法，其中性点和一个低压变压器（220V／24V）一侧相连接地（图2），所以故障发生后在配电室和8m动力箱内摇测冷却气泵电机负荷电缆对地绝缘三相都为0，错将此当作故障点处理。

4 预防事故重复发生的措施

（1）对所有电气设备元器件使用不规范问题进行排查整改，如熔断器容量大小匹配、电源线路中接触器缺失问题，杜绝出现诸如气泵电机功率1．5kW，而电源保险使用是40A以及电源线路无接触器而直接通过空气开关接至电机等等。

图2 漩涡气泵电路示意图

（2）针对电气仪表及保护装置接线不规范（现场部分电压表、电流表接线在AC相，部分接线在BC相），导致故障排查时间延后的问题，要求对全厂电气仪表及保护装置接线情况进行彻底清查整改，严格按照电气设备安装规范的要求进行安装。

（3）这次事故也暴露出电气设备质量不过关及检修工艺缺失的问题。1＃疏水泵接触器为新更换接触器，设备启停时发生触点粘连，导致电流不平衡，厂变越级跳闸，一是说明接触器质量有问题，如实际容量值偏小、开合机构不灵等；二是接触器更换后未及时对接触器进行带载试验，检验接触器分合情况。因此要加强对设备配件质量的检验，同时注重对检修工艺的质量跟踪，并对低压设备保护装置进行调研、升级改造。

（4）由于厂区技术人员、值班员对现场电气设备接线不熟悉，事故处理过程中存在盲目性，故需要加大对专业技术人员及值班员的电气专业知识培训，消除事故排查过程中的盲目性。