摘 要：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)在自勵(lì)狀態(tài)下做發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁系統(tǒng)閉環(huán)試驗(yàn)過程中發(fā)生勵(lì)磁變爆炸事故，導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器B相、C相不能使用。通過檢查分析，制定了防范措施。

關(guān)鍵詞：勵(lì)磁變 爆炸 動(dòng)作 跳閘

中圖分類號：TM5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0109-02

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的電壓控制和穩(wěn)定控制具有重要的作用，對電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程影響大；其主要作用是維持發(fā)電機(jī)或其他控制點(diǎn)的電壓在給定水平，控制并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組無功功率的合理分配，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1 事件經(jīng)過

XX煤電一體化2x600 MW新建工程#1機(jī)組正在調(diào)試階段，2012年5月31日17時(shí)00分，#1機(jī)組勵(lì)磁變在他勵(lì)狀態(tài)下完成了發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)、空載升壓試驗(yàn)等試驗(yàn)項(xiàng)目。2012年5月31日 20時(shí)00分，中試所通知施工單位將勵(lì)磁變6kV臨時(shí)試驗(yàn)電源電纜拆除后，隨后施工人員進(jìn)行1號機(jī)組勵(lì)磁變高壓側(cè)軟連接恢復(fù)工作；21時(shí)00分#1機(jī)勵(lì)磁變高壓側(cè)軟連接安裝完畢，并經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理等管理部門驗(yàn)收合格后才封閉；21時(shí)30分，電廠運(yùn)行人員連同施工人員及中試所人員對#1機(jī)勵(lì)磁變軟連接恢復(fù)工作的工作票內(nèi)容進(jìn)行了檢查，并確認(rèn)工作完畢后，逐一恢復(fù)安全措施，告知值長，中試所可以進(jìn)行發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)閉環(huán)試驗(yàn)。

接電廠值長命令后，中試所開始對發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)試驗(yàn)，當(dāng)發(fā)電機(jī)出口電壓升至15 kV時(shí)、檢查相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)正常，未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象；第7分鐘升至發(fā)電機(jī)出口額定電壓22 kV后，于22點(diǎn)57分聽到爆炸聲及看到閃光，立即進(jìn)行察看，在汽機(jī)房零米層發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁變B、C相燒毀，如圖1所示。

勵(lì)磁變技術(shù)參數(shù)為：型號：DCB10-2200/22，額定頻率：50 Hz/額定容量：3×2200 kVA，相數(shù)：3 相/短路阻抗：8.02 %，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：Yd11/冷卻方式：AN/AF使用條件：戶內(nèi)式/絕緣等級：F防護(hù)等級：IP23/生產(chǎn)廠家：順德電氣設(shè)備有限公司/出廠日期：2011年7月/出廠序號：201107167。

2 原因分析及事故處理

2.1 事故原因分析

2012年7月1日11時(shí)29分，針對#1機(jī)組勵(lì)磁變爆炸，在第一時(shí)間內(nèi)組織相關(guān)單位及專業(yè)人員進(jìn)行問題分析。

#1機(jī)組勵(lì)磁變在自勵(lì)狀態(tài)下做發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁系統(tǒng)閉環(huán)試驗(yàn)過程中發(fā)生爆炸事故，導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器B相、C相不能使用，為了不影響#1機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，經(jīng)相關(guān)單位討論，先挪用#2機(jī)組的勵(lì)磁變壓器更換。

2012年5月31日22：57：10.0854，發(fā)電機(jī)電壓升至額定電壓22 kV，三相電壓正常，此時(shí)勵(lì)磁變高壓側(cè)電流三相對稱，一次值在55 A左右；當(dāng)在22：57：10.6976時(shí)，C相出現(xiàn)金屬性接地，電壓為0 V，A、B相電壓變成線電壓，提高到98V左右，此時(shí)3U0為94.76 V，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓為115.35 V。22：57：12.7712時(shí)，B相電壓出現(xiàn)異常，至22：57： 12.8056時(shí)出現(xiàn)完全金屬性接地，并伴隨B、C相間短路。此時(shí)，勵(lì)磁變高壓側(cè)B、C電流瞬間出現(xiàn)大電流現(xiàn)象，持續(xù)將近220 ms，期間出現(xiàn)最大電流高達(dá)5060A；發(fā)電機(jī)機(jī)端B、C相瞬間也出現(xiàn)大電流現(xiàn)象，持續(xù)將近220 ms，期間出現(xiàn)最大電流高達(dá)97700A。22：57：12.801時(shí)，發(fā)變組保護(hù)A柜保護(hù)啟動(dòng)，延時(shí)53 ms后負(fù)序過流T1、T2出口動(dòng)作，負(fù)序電流10.06 A；延時(shí)62 ms發(fā)電機(jī)過流T1、T2出口動(dòng)作，動(dòng)作電流值為17.38A；延時(shí)22ms主變差動(dòng)動(dòng)作，差動(dòng)電流14.69A，出口跳開滅磁開關(guān)。22：57：12.802時(shí)，發(fā)變組保護(hù)B柜保護(hù)啟動(dòng)，延時(shí)53 ms后負(fù)序過流T1、T2出口動(dòng)作，負(fù)序電流10.06 A；延時(shí)62 ms發(fā)電機(jī)過流T1、T2出口動(dòng)作，動(dòng)作電流值為16.88A；延時(shí)23 ms主變差動(dòng)動(dòng)作，差動(dòng)電流14.63 A，出口跳開滅磁開關(guān)。經(jīng)分析，保護(hù)動(dòng)作正常，由于下發(fā)定值中，勵(lì)磁變速斷電流40 A，時(shí)間0.2 s，勵(lì)磁變過流6 A，時(shí)間1.2 s，雖然實(shí)際電流大于定值要求，但電流保持時(shí)間還沒有達(dá)到定值要求，所以勵(lì)磁變速斷/過流沒有動(dòng)作。保護(hù)裝置采用北京四方CSC-300F（V1.22WX），雙重化配置，本故障，發(fā)變組保護(hù)A柜和B柜同時(shí)動(dòng)作，動(dòng)作行為完全一致，通過對發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作情況、故障錄波、發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁變參數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行了深入分析，認(rèn)為此次事故故障點(diǎn)及原因?yàn)椋合仁莿?lì)磁變C相高壓側(cè)引流線線鼻子脫落引起接地短路，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)出口C相接地，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓升壓到11.5kV左右，從而使發(fā)電機(jī)發(fā)生不對稱運(yùn)行，使發(fā)電機(jī)A、B相線電壓峰值再抬高到38～40kV左右（即發(fā)電機(jī)空載電勢）；也即勵(lì)磁變高壓側(cè)A、B兩相峰值電壓達(dá)到38KV左右，此時(shí)的勵(lì)磁變?yōu)槿毕噙\(yùn)行，則勵(lì)磁變高壓側(cè)中性點(diǎn)電壓漂移，中性線上有電壓，根據(jù)查閱相關(guān)資料，中性線的電壓大約為相電壓一半（由于此時(shí)的相電壓升高為線電壓，故電壓大約11 kV）；由于勵(lì)磁變C相高壓側(cè)線鼻子已脫落，其中間接線銅排與高壓側(cè)CT進(jìn)線銅排存在一個(gè)斷口，斷口上側(cè)為發(fā)電機(jī)通過軟電纜已經(jīng)接地，斷口下側(cè)電勢為11 kV左右，而正常時(shí)這兩銅排是通過軟電纜連接的，其兩銅排距離只有5 cm左右，因此在該斷口處發(fā)生電弧短路（從故障錄波可看出此時(shí)，C相電壓短暫恢復(fù)，A、B兩相電壓降低，B、C兩相電流相位差180°），并通過已脫落軟電纜接地。另外，由于A、B峰值電壓被抬高到38～40 kV左右，B相存在的絕緣薄弱點(diǎn)又被擊穿造成電弧放電，（從現(xiàn)場看見B相高壓側(cè)軟電纜也有熔斷現(xiàn)場）。因此故障可以定性為：首先勵(lì)磁變高壓側(cè)C相引流軟電纜脫落造成發(fā)電機(jī)C相接地后，勵(lì)磁變?nèi)毕噙\(yùn)行，使勵(lì)磁變中性線電壓反串到勵(lì)磁變C相高壓側(cè)，在勵(lì)磁變高壓側(cè)C相斷口處造成短路并通過引流軟電纜接地；同時(shí)勵(lì)磁變高壓側(cè)B相也存在絕緣薄弱點(diǎn)被擊穿放電，從而使勵(lì)磁變高壓側(cè)B、C相存在兩相接地短路；竟而在勵(lì)磁變高壓側(cè)C相斷口處發(fā)生為弧光短路接地和勵(lì)磁變高壓側(cè)B、C兩相接地短路爆炸事故。

2.2 事故處理

（1）由于勵(lì)磁變發(fā)生短路爆炸，致使勵(lì)磁變B相、C相不能使用；為了不影響#1機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，經(jīng)相關(guān)單位討論，先挪用#2機(jī)組的勵(lì)磁變壓器進(jìn)行更換，并對連接勵(lì)磁變的離相封閉上的盤式絕緣子進(jìn)行更換。

（2）對發(fā)電機(jī)本體進(jìn)行檢查并進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)及直流耐壓試驗(yàn)，合格。

（3）對發(fā)電機(jī)出口的離相封閉母線進(jìn)行檢查并進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，合格。

（4）對更換后的勵(lì)磁變進(jìn)行仔細(xì)檢查（包括廠家安裝的連接線及螺栓）并進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)及交流耐壓試驗(yàn)，合格。

（5）對#1高廠變、#1主變進(jìn)行檢查并進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)，合格。

（6）2012.6.17.21：05 #1機(jī)組勵(lì)磁變在自勵(lì)狀態(tài)下完成了發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁系統(tǒng)閉環(huán)試驗(yàn)，勵(lì)磁變運(yùn)行正常。2012.06.18 6：18 #1機(jī)組并網(wǎng)成功。

3 預(yù)防措施

（1）勵(lì)磁變安裝完后，應(yīng)對廠家內(nèi)部連接線的螺栓必須重新檢查一遍，螺栓緊固力是否符合安裝規(guī)范要求。

（2）按照《電力設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》GB50150-2006對勵(lì)磁變進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)及交流耐壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)該變壓器是否合格。

（3）做發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁系統(tǒng)閉環(huán)試驗(yàn)前，首先應(yīng)對勵(lì)磁系統(tǒng)仔細(xì)檢查，確認(rèn)已檢查好后，將試驗(yàn)人員布置到位，緩慢升壓，每次升壓后需到就地檢查勵(lì)磁變運(yùn)行情況，運(yùn)行正常后，才允許再次升壓。

（4）勵(lì)磁變運(yùn)行時(shí)，加強(qiáng)巡視，確保勵(lì)磁變本體溫度不超過設(shè)計(jì)最大允許溫升100°，溫度有上升趨勢時(shí)應(yīng)及時(shí)查找原因并及時(shí)處理。

（5）加強(qiáng)設(shè)備定期試驗(yàn)及絕緣監(jiān)督的管理。

4 結(jié)論

首先勵(lì)磁變高壓側(cè)C相引流軟電纜脫落造成發(fā)電機(jī)C相接地后，勵(lì)磁變?nèi)毕噙\(yùn)行，使勵(lì)磁變中性線電壓反串到勵(lì)磁變C相高壓側(cè)，在勵(lì)磁變高壓側(cè)C相斷口處造成短路并通過引流軟電纜接地；同時(shí)勵(lì)磁變高壓側(cè)B相也存在絕緣薄弱點(diǎn)被擊穿放電，從而使勵(lì)磁變高壓側(cè)B、C相存在兩相接地短路；竟而在勵(lì)磁變高壓側(cè)C相斷口處發(fā)生為弧光短路接地和勵(lì)磁變高壓側(cè)B、C兩相接地短路爆炸事故。

參考文獻(xiàn)

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