电厂＃9发变组雷击事故调查报告

电厂 电厂 9 9 发变组雷击事故调查报告发变组雷击事故调查报告 1 事故简称 9 发变组遭雷击损坏事故 2 企业详细名称 深圳海恩热电股份有限公司海恩热电 厂 业别 电业 发电 3 事故起止时间 2007 年 6 月 10 日 3 时 57 分至 2007 年 7 月 5 日 5 时 4 事故发生地点 海恩热电厂内 5 事故发生时气象及自然灾害情况 气温 32 雷暴雨 6 事故归属 海恩热电厂 7 事故等级 一般设备事故 8 事故类别 设备事故 9 本次事故经济损失情况 略 10 事故前工况 事故前 9 发变组因供热需要 一直连续运行 运行记录 表明发变组各参数稳定 振动正常 机组所带负荷小于额定出 力 发变组处于正常的运行状态 11 事故主设备情况 1 9 主变型号 sfp7 75000 110 额定容量 75mva 天威保变公司生产 1995 年 11 月投运 上次年度检 修时间于 2007 年 1 月 7 日结束 2 9 发电机型号 wxbl054 额定功率 60mw 济南 发电机设备厂生产 1995 年 11 月投运 上次大修时间于 2007 年 1 月 7 日结束 12 事故经过 1 2007 年 6 月 10 日 9 发变组和 01 高变在 段 母线上运行 欢热 线和欢热 线由 段母线输出 凌晨时分 雷雨交加 大雨倾盆 闪电频繁 2 时 45 分 欢热 线遭雷击 跳闸 自动重合闸成功 雷击时 欢热 线 b 相电流 1584a 零序电流 1461 6a 差动电流 2340a 放电点距电厂 1 2 公里 以上数据表明 当时雷击导致线路 b 相对地有闪络现象 欢热 线在欢热 线跳闸期间正常运行 2 在欢热 线遭雷击跳闸并自动重合闸成功时 发变组运行参数出现瞬间波动 随即恢复正常 由于户外仍是 雷雨交加无法就近检查 并且机组又无异常报警信号 9 发 变组继续运行 3 3 时 57 分 9 发电机突然跳闸 纵差保护 瓦斯 保护 间隙零序保护动作 机组随即遮断 运行人员 检修人 员及相关领导现场检查发现 9 主变重瓦斯保护动作 低压 侧 a 相出线套管崩裂向外喷油 三相高压套管本体部件均发生 位移 错位约 20mm 冷却器拉杆从变压器本体挂钩上脱落 以上现象说明变压器内部发生了严重的短路冲击故障 根据中 性点零序保护动作的现象 初步断定 9 主变中性点间隙遭受 雷击过电压 4 事故发生后 电厂对 9 发电机进行了预试检查 试验发现 9 发电机的 c 相绕组直流耐压试验不合格 当测试 电压升到 9kv 时 c 相绕组出现放电现象 试验表明 9 发电 机 c 相定子线圈出现故障 必须处理 13 事故报告 抢修情况 1 2007 年 6 月 10 日 3 时 57 分事故发生 4 时 20 分值 长通知电厂主管领导 安技部 检修部相关技术人员 4 时 50 分 检修部到达现场处理 发现主变低压侧 a 相套管瓷件破裂 喷油 关闭了 9 主变油枕到主变的阀门 减少变压器油的泄 漏 2 6 月 10 日 5 时 20 分 将初步检查结果 变压器内 部出现严重故障 报告电厂安技部 检修部 安技部立即向厂 长 总工汇报并上报公司生技部和公司领导 同时通知公司企 发部相关人员联系保险公司报险 随后公司生技部向深圳能源 集团安委办进行了口头汇报 并在当天下午向深圳市贸工局电 力处和深圳能源集团安委办进行了书面汇报 3 事故发生当天早上 由公司主管生产领导主持 在 电厂召开 9 主变初步事故分析和抢修方案研讨会 初步分析 9 主变事故原因 安排 9 主变 9 发电机后续检查工作 讨论事故抢险方案 4 6 月 10 日 16 时 9 主变油样化验结果表明变压器 内部发生了电弧性故障 需要吊罩处理 同时 经检查确定 9 发电机定子 c 相线圈受到故障电流的冲击后 线圈绝缘材 料已经损坏 需要修理 电厂立即与制造厂家联系 制定了查 找故障点和抽转子工作方案 5 6 月 11 日 9 时 由公司总经理主持在电厂二楼会议 室再次召开 9 主变和 9 发电机事故分析和抢修方案讨论会 鉴于 9 主变故障不能在短期内消除 制造厂家认为需要近 2 个月时间方可恢复运行 为此 公司决定尽快将原 4 主变修 复后安装于 9 主变位置 以替换 9 主变运行 缩短检修工期 6 9 主变恢复经过 从 6 月 13 日开始 对损坏的 9 主变进行了解体拆卸 并转运至三控汽机房内 6 月 28 日 原 4 主变抢修完毕 各项试验合格后运至 9 主变基础处 开始组装就位 至 7 月 4 日 该变压器电气 交接试验结束 各项试验数据合格 7 月 5 日凌晨 该变压器进行了零起升压试验 全电压冲 击试验 保护带开关传动试验 一切正常 7 月 5 日 5 时 该主变一次并网成功 运行数据表明 该 主变温升 振动均在合格范围内 红外成像温度场均匀 无异 常过热点 可以正常投入运行 7 9 发电机检修经过 6 月 14 日 转子抽出 经直流加电压试验 确定了第 56 槽定子线圈中间部位为故障点 与 2006 年 12 月大修检查发现 的第 55 槽故障线圈相邻 该线棒必须更换 在紧急联系厂家尽 快提供新线棒的同时 对损坏的 9 发电机线棒进行拆除 6 月 25 日 新线棒嵌到槽内 且耐压试验合格 6 月 28 日 9 发电机定子绕组交流耐压试验合格 6 月 29 日 9 发电机转子回装 7 月 1 日 9 发电机交接试验结束 数据合 格 具备试运条件 7 月 5 日 9 发电机零起升压工作结束 空载满速运行 试验项目全部合格 8 为满足深圳保供电需要 在 6 月 20 日至 7 月 3 日期 间 电厂采用了 7 燃机单循环发电 减少了事故停机时间约 112 44 小时 减少发电量损失共计 1054 60 万千瓦时 9 按照原 9 主变损坏情况 制造厂家认为修理需要 近 2 个月时间 由于采取将原 4 主变修复后安装于 9 主变位 置 替换 9 主变运行 使事故恢复时间缩短了 35 天 极大程 度的减少了事故造成的损失 14 事故原因分析 1 9 主变事故原因分析 9 主变事故的原因是变压器在正常运行中遭受雷击造成 具体分析如下 7 月 4 日 对 9 主变放油吊罩检查 发现低压侧 a b 相 绕组末端出线连接铜排间有放电烧灼痕迹并呈波浪状变形 a b 相间隔板下端与绝缘纸板固定绑扎布带断开 绕组下部垫 块崩出 铁心无明显缺陷但器身上附着大量碳黑异物 高 低 压侧线圈无明显损坏 查所有避雷器均完好且都有动作记录 但与故障前检查数据比 a 相动作 5 次 b 相动作 2 次 c 相动 作 2 次 中性点避雷器未装计数器未能统计动作次数 查变压 器 避雷器接地线也完好无损 避雷器多次动作表明欢热线多 次遭受雷击 在事故前一个多小时 与该发变组共用一条母线 的欢热 线就遭受雷击跳闸并自动重合闸成功 但 9 发变组 无异常报警信号 继续保持运行工况 受雷击影响 9 主变多次承受了较高的雷电过电压 查 主变保护纪录 6 月 10 日 3 时 57 分故障时发生了主变中性点 间隙放电报警 表明故障时 9 主变 110kv 架空线路遭受雷击 发生对地闪络放电 导致主变中性点对地电压急剧升高 正常 运行时主变中性点对地电压近似为 0 击穿了间距为 11cm 的 保护间隙 串联在保护间隙回路中的 ct 保护装置检测并发出了 报警信号 因此 该报警信号确切地说明事故发生当时变压器 高压线路遭受了雷击 同时 深圳市气象局提供的材料也证实 了事发当时深圳地区发生了强雷暴现象 凌晨 2 时至 4 时雷击 超过 4000 次 变压器是个电感线圈 当中性点保护间隙被击穿时 必然 会在绕组中产生极高的自感电动势 即发生了过电压 本变压 器中性点安装了过电压保护装置 由保护电间隙和避雷器并联 组成 正常情况下过电压能够通过避雷器吸收 事故后 对主 变高压侧及中性点的避雷器进行了试验 结果合格 表明当时 各个避雷器均能正常工作 同时也表明事故发生时作用于变压 器上的雷电波电压非常高 能量非常大 避雷器动作仅能吸收 部分能量 如上所述 出口避雷器的计数器表明避雷器确有多 次动作 并没能将过电压全部降下来 由于该变压器绕组采用 接法 绕组中产生的过电压耦 合到主变低压侧后 在低压侧 a 相绕组引线所连铜排转角的尖 端处因为场强集中 从而感应的过电压最高 导致与相邻的低 压侧 b 相绕组引线所连接的铜排之间产生电弧击穿 引发了低 压侧 a 相绕组线圈短路 通过变压器解体检查发现 变压器高 低压线圈承受住了短路电流 未受到损伤 但是短路电流产生 的巨大电动力 使低压侧引线铜排 高 低压套管受到损伤 变压器油严重碳化 并污染了整个变压器 2 9 发电机故障原因 直接原因 9 主变遭受雷击造成 9 主变低压侧 a b 相绕组发生相 间弧光短路 即 9 发电机出口发生短路故障 致使 9 发电机 定子绕组承受了巨大的短路电流冲击 巨大的短路电流产生了 强大的电磁力 在该冲击力作用下 c 相绕组绝缘被破坏 间接原因 9 发电机是调峰机组 须经受长期的频繁起停 致使绝 缘材料频繁发生热胀冷缩的现象 但是 该型号发电机定子线 圈未设计滑移层 绝缘材料受到的应力不能得到释放 在运行 年限长且启停次数多的工况下 绕组绝缘极易发生老化磨损 使得绝缘水平逐渐下降 承受过电压 过电流冲击的能力也随 之下降 因此 设计缺陷是造成 9 发电机故障的一个间接原 因 15 事故暴露的问题 1 9 发电机因多次启停对发电机线圈的绝缘寿命影 响较大 频繁启停的热胀冷缩引起定子线圈绝缘老化 上次大 修及本次抢修均发现多处线圈绝缘有磨损及松动现象 2 事故后对避雷器进行了检查试验 所有避雷器性能 完好 在避雷器均有多次动作的情况下 雷电波依旧对主变产 生过电压损伤 说明事故发生时作用于变压器上的雷电波电压 非常高 能量非常大 避雷器动作仅能吸收部分能量 并没能 将过电压降下来 最终能量通过保护间隙释放 这也说明雷电 波超过了 9 主变避雷器的防护作用 16 对事故的定性 责任分析和对责任人的处理意见 1 事故定性 根据国家电监会 关于执行 电力生产事故调查暂行规定 有关问题的通知 国家电监会办安全 2005 3 号 2 2 条款 设备事故标准以及公司 电力生产事故调查规程 试行 2 2 3 1 条款的规定 此次事故定性为一般设备事故 2 9 主变事故责任分析 9 主变故障当天 深圳地区雷电极为频繁 深圳气象局 记录值为凌晨 2 时至 4 时雷击超过 4000 次 9 主变所在的欢 热 线遭受多次雷击 3 时 57 分 9 发变组保护动作跳闸时 9 主变中性点间隙放电的现象表明此时有强雷电波侵入 事 故发生后 重新核定全厂防雷设计 符合国家规程的要求 且 9 主变的防雷设备数据正常 性能可靠 因此 9 主变遭雷 击受损 属遭受不可抗力 自然灾害的损害 3 9 发电机事故责任分析 9 发电机存在定子线圈绝缘多处老化的问题 经受不了 短路电流的冲击 属于因 9 主变低压侧短路引发的派生事故 因此也属自然灾害引发的一般设备事故 4 对 9 发变组事故责任人的处理意见 由于 9 发变组事故的原因为遭受了不可抗力的自然灾害 所引发的 作为设备归属单位海恩热电厂没有明显的事故责任 并且在事故发生后立即组织人力 物力进行了连续抢修作业 同时积极投入 7 发电机单循环运行 降低了事故损失 鉴于 此 建议免去对海恩热电厂的事故处罚 但是海恩热电厂应认 真吸取经验教训 结合实际编制该类事故的预防措施和应急处 理预案 防止类似事故的再次发生 另外 在事故调查中发现海恩热电厂 6 月 10 日运行日志 记录不全面 不规范 如 7 9 机单元运行日志中仅粘贴了 故障经过的打印件 但在原始手写记录上无 2 时 45 分欢热 线 雷击跳闸后值长是否通知对主变 发电机等设备进行巡视检查 的记录 无当班人员是否进行了巡视检查的记录 无 3 时 57 分 9 机跳机时继电保护报警及动作情况和现场巡视检查情况的 记录等 运行值长交接班日志中同样粘贴了故障经过的打印件 但在原始手写记录上无 2 时 45 分欢热 线雷击跳闸后是否对主 变 发电机等设备巡视检查的记录 无 3 时 57 分 9 发变组故 障跳机的任何记录 记录内容未按时间排列 顺序混乱等 上述运行日志见附件 2 3 由于上述记录不全面 不规范的问题不属于事故原因 在 此不作考核 但是 海恩热电厂必须进一步加强运行的标准化 管理工作 认真规范运行记录 不断提高运行人员责任意识和 操作水平 同时 要对运行部相关人员进行考核处罚 并将考 核情况上报公司备案 17 预防事故重复发生的措施 执行措施的负责人 完成 期限 以及执行情况的检查人 1 加强线路防雷措施 在欢乐 线雷电密集区的 线路杆塔上增加避雷器数量 减少雷击波对生产设备的冲击 责任部门 海恩热电厂检修部电气分部 利用年底线路停电机 会完成 2 长期以来海恩热电厂扩建 改造项目较多 对全厂 接地网和防雷装置造成一定影响 为确保防雷安全 应请有相 应资质的专业单位对全厂防雷接地系统进行全面检查 测算 对避雷器进行在线检测 鉴于已联系深圳防雷所检测未发现问 题 建议联系中试所再进行一次检查和侧算 责任部门 海恩 热电厂检修部电气分部 完成时间 2007 年 10 月 30 日 3 为保证雷雨天气巡视室外高压设备的人身安全 各 级人员必须严格遵循 电压安全作业规程 的相关要求 同时 建议采取更加安全 可靠的措施 以便在雷雨天气观察变压器 避雷器动作计数器的动作情况 责任部门 海恩热电厂运行部 检修部电气分部 4 在变压器遭受雷击跳闸 或发生出口短路故障 或 遭受近区突发短路故障后 应当对变压器进行全面检查 查明 何种保护装置动作及发生何种外部现象 如检查结果证明变压 器跳闸不是内部故障引起可以重新投入运行 若有内部故障征 象 应查明原因 进行绕组变形等相关电气试验 并与原始记 录比较 判定确无故障且经电厂总工程师审定后方可再次投入 运行 责任部门 海恩热电厂运行部 5 尽快制定并提交 9 发电机定子年底大修方案 解 决发电机定子线圈绝缘