一起因10?kV電纜絕緣擊穿導(dǎo)致機組跳閘的分析

趙志鵬

(大唐陽城發(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)致機組跳閘的分析

趙志鵬

(大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000)

1 事件經(jīng)過

某電廠2號機組停運前負荷為585 MW，A、B、C、D、E、F 6臺磨煤機運行正常，鍋爐燃燒穩(wěn)定，機組處于協(xié)調(diào)控制方式，機組保護全部投入。

當日18：59：03，運行人員發(fā)現(xiàn)21號電泵突然跳閘，23號電泵A段開關(guān)聯(lián)啟，2號機組10 kV廠用I段所帶負荷大面積故障報警，機組發(fā)生RB，聯(lián)跳2C、2D磨煤機，自投A組、F組油槍。由于蒸汽流量與給水流量嚴重失衡，導(dǎo)致汽包水位快速下降，最低至-145 mm。

19：03：39，發(fā)電機負荷為310 MW，由于23號電泵聯(lián)啟后自動增加給水量，汽包水位開始回升。

19：05：36，汽包水位高Ⅲ值保護動作于MFT，鍋爐滅火，汽機跳閘，熱工保護動作，聯(lián)跳發(fā)變組。

19：10，維護人員到達現(xiàn)場后立即與運行人員一起對機組設(shè)備進行檢查，發(fā)現(xiàn)21號電泵開關(guān)差動保護動作跳閘，開關(guān)下口負荷側(cè)B相接頭主絕緣擊穿對地放電，2號機組10 kV常用 I段母線電壓正常，檢查其他電氣、熱工保護動作正常，設(shè)備無異常。立即安排人員對21號電泵開關(guān)負荷側(cè)電纜接頭進行搶修，并同時匯報國調(diào)機組跳閘原因和機組準備啟動情況。經(jīng)國調(diào)許可，2號機組鍋爐于19：25點火，于21：33與華東電網(wǎng)并列成功。

2 原因分析

2.1 電泵電機、開關(guān)處電纜檢查

經(jīng)維護人員現(xiàn)場勘查，21號電泵電機開關(guān)處B相其中1根電纜有擊穿現(xiàn)象，擊穿點在B相終端頭制作處。由于電纜終端頭為電纜最薄弱處，因此電纜終端頭對制作工藝要求比較嚴格，在制作過程中必須保證電纜主絕緣層在電纜熱縮前表面干凈、無雜質(zhì)，在熱縮后無氣泡產(chǎn)生。同時，在剝除外絕緣層時，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程中，制作工藝未能達到要求，給電纜安全運行造成了隱患，加之電纜長期處于高壓狀態(tài)運行，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。這是造成此次機組停運的直接原因。

2.2 熱工、電氣曲線報表分析

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

表1 21號電動給水泵8A差動保護定值

現(xiàn)場檢查電泵電源開關(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)動作記錄分析可知，故障點的起源為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220 ms。由于零序電流保護延時0.4 s，而差動保護無延時動作，在故障發(fā)展為三相弧光接地短路時，差動保護先于零序電流保護動作，將故障點與系統(tǒng)斷開，同時聯(lián)啟23號電泵。由于21號電泵發(fā)生三相弧光接地短路及23號電泵聯(lián)啟，且2臺電泵均在同一段10 kV廠用電源母線上，故造成2號機組10 kV廠用 I段母線電壓瞬時降低。

由動作記錄可知，故障點在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廠用電電壓同時降低，使得21號送風(fēng)機液壓油站油泵進行切換時，由于380 V電壓低2臺油泵均出現(xiàn)瞬時停運反饋，進而導(dǎo)致21號送風(fēng)機動葉由自動切換至手動，擋板開度保持在58 %，22號送風(fēng)機動葉隨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，而給水自動仍維持1 850 t/h左右的流量，致使汽水流量偏差嚴重失衡。此時，運行人員看到汽包水位在-133 mm左右，為防止水位進一步降低，將汽包水位設(shè)定值由0設(shè)為19，促使汽包水位回調(diào)，而未考慮到此時給水流量與蒸汽流量偏差較大，且由于給水自動調(diào)整慣性大的特點，當給水流量下降回調(diào)時，汽包水位由于慣性及鍋爐燃燒的加強而迅速升高至高Ⅲ值，觸發(fā)MFT保護動作滅火，機組跳閘解列。

3 暴露問題

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

(2) 此次機組RB后運行人員對機組的事故處理，暴露出運行人員對重要輔機跳閘后的異常處理經(jīng)驗欠缺，判斷不準確、考慮不周到的問題，導(dǎo)致操作監(jiān)視不到位，處理不果斷。說明運行人員技術(shù)培訓(xùn)和事故處理能力培訓(xùn)不到位。

(3) 21號電泵跳閘同時聯(lián)啟23號電泵，10 kV母線電壓波動引起送風(fēng)機油站油泵切換時，造成2臺油泵停運反饋同時出現(xiàn)，致使送風(fēng)機動葉自動切換至手動，而不能進行自動調(diào)節(jié)，暴露出機組控制邏輯的設(shè)置仍然不合理，需要進行邏輯的梳理檢查和改進。

4 防范措施

(1) 檢修部門應(yīng)提高對機組電氣設(shè)備的檢修質(zhì)量，針對此次電纜接頭接地放電的情況，認真組織開展對10 kV電氣設(shè)備的隱患排查治理，確保電纜接頭接觸良好，無虛接、無破裂損壞、無毛刺，同時要加強電纜中間接頭紅外成像檢查，確保設(shè)備正常運行。

(2) 檢修部門應(yīng)根據(jù)《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》的規(guī)定，及時利用停機機會組織對電纜主絕緣進行交流耐壓試驗，排查設(shè)備隱患并及時消除隱患。

(3) 針對此次機組停運事件，發(fā)電部應(yīng)制訂詳細的事故處理預(yù)案，并強化事故模擬演練，提高運行崗位人員對異常工況的處理能力。

(4) 針對此次機組停運事件，運行各崗位人員要加強異常情況下的汽包水位調(diào)整專題培訓(xùn)，使運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) 針對此次機組停運事件中暴露出的邏輯設(shè)置不合理的問題，檢修部門應(yīng)進行專項排查，落實責(zé)任，消除隱患，提高設(shè)備運行的可靠性。

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、電機的運行維護工作。