一起發(fā)電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下誤操作接地刀閘引起三相弧光短路事故的原因分析及預(yù)防措施

陶瑞基 謝忠忠

摘要：針對(duì)一起發(fā)電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下誤操作接地刀閘引起三相弧光短路的事故，進(jìn)行了原因分析，并制定了預(yù)防措施，為同行分析處理類(lèi)似事故提供了參考。

關(guān)鍵詞：勵(lì)磁投入;并網(wǎng)操作;接地刀閘;弧光短路

1 事故概述

2019-09-20T03：50，某發(fā)電分廠(chǎng)余能作業(yè)區(qū)在操作1#CDQ發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中，人員誤操作造成1#CDQ并網(wǎng)柜601柜三相弧光短路，影響1#CDQ發(fā)電9 h。

2 事故處理過(guò)程

2.1? ? 事故發(fā)生前相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

該事故發(fā)生前，余能作業(yè)區(qū)1#CDQ發(fā)電機(jī)停機(jī)進(jìn)行了電抗器本體檢查，按要求合上了1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘，將1#CDQ發(fā)電機(jī)定子接地。操作人員完成電抗器本體檢查后，準(zhǔn)備恢復(fù)1#CDQ發(fā)電機(jī)運(yùn)行，此時(shí)未將601接地刀閘拉開(kāi)，使得1#CDQ發(fā)電機(jī)定子為接地狀態(tài)。發(fā)電機(jī)單線(xiàn)圖如圖1所示。

2.2? ? 事故處理過(guò)程

1#CDQ發(fā)電機(jī)組定速后，當(dāng)班調(diào)度人員同意并網(wǎng)操作，操作人員合上1#CDQ發(fā)電機(jī)勵(lì)磁輸出開(kāi)關(guān)，而且操作了增磁開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)無(wú)法增磁，發(fā)電機(jī)無(wú)法建立電壓，此時(shí)操作人員未將增磁開(kāi)關(guān)歸零位。1#CDQ發(fā)電機(jī)兩套勵(lì)磁通道報(bào)警，手動(dòng)復(fù)位后報(bào)警消失，但此時(shí)并未斷開(kāi)勵(lì)磁輸出開(kāi)關(guān)。

因勵(lì)磁通道報(bào)警，操作人員對(duì)1#CDQ發(fā)電機(jī)并網(wǎng)柜601柜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)接地刀閘在合位。操作人員判斷為601接地刀閘未斷開(kāi)造成發(fā)電機(jī)無(wú)法建壓，于是對(duì)1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘進(jìn)行分閘操作。操作人員在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，601柜冒火花并伴有放電聲，隨即放棄操作，與此同時(shí)，1#CDQ發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，聯(lián)跳發(fā)電機(jī)滅磁開(kāi)關(guān)，汽輪機(jī)聯(lián)跳保護(hù)動(dòng)作。操作人員將其情況匯報(bào)給作業(yè)長(zhǎng)，待1#CDQ發(fā)電機(jī)停機(jī)后，打開(kāi)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)柜601柜后蓋板，用滅火器滅火。

相關(guān)技術(shù)人員陸續(xù)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)對(duì)故障設(shè)備確認(rèn)后，通知檢修人員安排搶修，更換了1#CDQ并網(wǎng)柜601柜過(guò)電壓保護(hù)器，處理電纜頭絕緣等，使電纜絕緣合格，重新開(kāi)機(jī)沖轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)成功。

2.3? ? 事故還原

根據(jù)當(dāng)事人的操作回憶，結(jié)合相關(guān)報(bào)文、發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁裝置的工作原理，本文還原事故發(fā)生經(jīng)過(guò)，發(fā)現(xiàn)多個(gè)操作步驟存在問(wèn)題：

（1）操作人員在投入勵(lì)磁裝置輸出開(kāi)關(guān)前，未拉開(kāi)1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘，導(dǎo)致投入勵(lì)磁裝置后發(fā)電機(jī)無(wú)法建立電壓。

（2）操作人員在拉開(kāi)1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘前，未將勵(lì)磁裝置輸出開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速仍保持在3 000 r/min，在勵(lì)磁裝置輸出開(kāi)關(guān)不斷開(kāi)的情況下，此時(shí)在拉開(kāi)發(fā)電機(jī)接地刀閘的瞬間，發(fā)電機(jī)定子建立了電壓，相當(dāng)于帶負(fù)荷拉開(kāi)接地刀閘，引起三相弧光短路，造成1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘第一次短路。

（3）在拉開(kāi)了1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘發(fā)生弧光短路后，操作人員因慌張，且不熟悉發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁裝置工作原理，汽輪機(jī)雖已跳機(jī)，但發(fā)電機(jī)仍存在剩磁，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速因慣性仍保持在3 000 r/min，再次合上接地刀閘，造成1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘第二次短路。

3 事故原因分析

本文經(jīng)認(rèn)真分析，此次事故可認(rèn)定為操作事故，具體的原因分析如下：

3.1? ? 主要原因

操作人員未嚴(yán)格執(zhí)行操作票制度。操作人員在1#CDQ發(fā)電機(jī)并網(wǎng)操作至第5步“將1#發(fā)電機(jī)601開(kāi)關(guān)搖至工作位置”時(shí)出現(xiàn)了疏漏，直接跳至第6步操作，且操作票上無(wú)“檢查并網(wǎng)柜地刀在分閘位置”的操作步驟，僅依賴(lài)“將手車(chē)搖至工作位置”的五防聯(lián)鎖來(lái)判斷地刀位置，缺少確認(rèn)地刀分閘狀態(tài)的步驟，是本次事故發(fā)生的主要原因。本次事故的核心操作步驟是確認(rèn)發(fā)電機(jī)接地刀閘的分閘狀態(tài)，假如發(fā)電機(jī)接地刀閘在分閘狀態(tài)，就不會(huì)發(fā)生本次事故。

3.2? ? 重要原因

操作人員對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)工作原理不熟悉。當(dāng)1#CDQ發(fā)電機(jī)無(wú)法自動(dòng)增磁并報(bào)警時(shí)，操作人員檢查發(fā)現(xiàn)1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘在合位，操作人員不知道未斷開(kāi)勵(lì)磁系統(tǒng)輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，操作接地刀閘相當(dāng)于帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)，在此情況下仍對(duì)接地刀閘進(jìn)行分閘操作，導(dǎo)致三相弧光短路，這是本次事故發(fā)生的重要原因。此外，在已經(jīng)拉開(kāi)1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘后，操作人員因慌張?jiān)俅魏仙辖拥氐堕l，汽輪機(jī)已跳機(jī)，但發(fā)電機(jī)仍存在剩磁，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速因慣性仍保持在3 000 r/min，相當(dāng)于帶電合接地刀閘，造成接地刀閘第二次短路。

3.3? ? 管理原因

操作人員未嚴(yán)格執(zhí)行“兩票”制度，對(duì)操作人員的“兩票”制度培訓(xùn)不夠。

4 預(yù)防措施

4.1? ? 嚴(yán)格執(zhí)行操作票制度

發(fā)電廠(chǎng)管理部門(mén)對(duì)員工進(jìn)行宣貫，強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格執(zhí)行操作票制度的重要性，同時(shí)全面梳理余能作業(yè)區(qū)高壓電氣操作票，在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)操作票上增加“檢查并網(wǎng)柜地刀在分閘位置”這一步驟，不能僅靠“將手車(chē)搖至工作位置”的五防聯(lián)鎖來(lái)判斷地刀位置。

4.2? ? 向員工培訓(xùn)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)工作原理知識(shí)

操作人員應(yīng)該熟練掌握發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)工作原理，了解發(fā)電機(jī)定子在接地狀態(tài)下投入勵(lì)磁系統(tǒng)是無(wú)法建立電壓的，如果發(fā)電機(jī)定子在建立電壓的狀態(tài)下合上發(fā)電機(jī)的接地刀閘，相當(dāng)于帶負(fù)荷合上接地刀閘，會(huì)引起三相弧光短路，造成嚴(yán)重后果。

4.3? ? 組織余能作業(yè)區(qū)員工進(jìn)行“兩票”培訓(xùn)

（1）加強(qiáng)余能作業(yè)區(qū)基層基礎(chǔ)管理，加強(qiáng)“兩票”執(zhí)行力度，將本次事故編成典型案例，在作業(yè)區(qū)內(nèi)組織員工學(xué)習(xí)，對(duì)員工進(jìn)行教育，強(qiáng)化重要的操作注意事項(xiàng)。（2）開(kāi)展“崗位練兵”活動(dòng)，提高員工應(yīng)對(duì)突發(fā)異常事故的處理能力，杜絕類(lèi)似事故的再次發(fā)生。

4.4? ? 建議增加發(fā)電機(jī)并網(wǎng)柜接地刀閘電氣聯(lián)鎖功能

將1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘狀態(tài)開(kāi)關(guān)串入發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)聯(lián)鎖條件中，1#CDQ開(kāi)關(guān)601接地刀閘必須是在分閘狀態(tài)下，才具備并網(wǎng)操作的首要條件，否則無(wú)法并網(wǎng)，這樣可避免帶接地刀閘投入勵(lì)磁裝置的誤操作，提高系統(tǒng)可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)操作時(shí)，操作人員務(wù)必要檢查定子接地刀閘是否已經(jīng)拉開(kāi)，是否具備并網(wǎng)條件，最好是確認(rèn)發(fā)電機(jī)定子接地刀閘的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，可在技術(shù)層面上避免人員誤操作。當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置投入運(yùn)行后，發(fā)電機(jī)無(wú)法正常建立電壓，應(yīng)該將勵(lì)磁裝置退出運(yùn)行，再去檢查相關(guān)設(shè)備，否則很容易發(fā)生預(yù)想不到的設(shè)備故障，甚至引發(fā)安全事故。因此，發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)利用必要的技術(shù)手段，提高操作人員的技能等措施，可盡量避免人為誤操作造成的不必要的損失。

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收稿日期：2020-08-06

作者簡(jiǎn)介：陶瑞基（1974—），男，廣東信宜人，高級(jí)工程師，研究方向：供配電系統(tǒng)及其自動(dòng)化。