某电厂220kV变电站照明电缆短路着火
引发全厂停电事故分析与防范
一、简述
某年4月17日,某电厂因220kV变电站照明电缆短路着火,导致500kV SC一线停运及1、2、3、7号机组相继掉闸,造成全厂停电事故。 二、事故经过
1、变电站的情况:
16时13分,网控中央信号屏发“直流I组母线电压不正常”光字,联变保护屏发“联变A、B柜直流电源消失”光字。就地检查联变保护屏A、B柜电源消失,退出联变A、B柜所有保护压板。
16时15分,联变C柜直流电源消失,退出联变C柜所有保护压板。
16时16分,5021开关掉闸。
16时20分,网控全部表计指示消失,网控直流I、II组母线电压表指示为零。网控室所有直流控制信号全部消失。网控通讯中断。运行人员退出500kV和220kV线路的所有保护。
16时20分,2号启动变掉闸。
16时32分,就地检查发现直流室电缆竖井冒烟,判断电缆沟电缆着火,立即通知消防队。16时37分,消防人员赶到现场进行灭火,16时55分,将余火扑灭。
16时32分,1号启动变掉闸。
16时33分,3号机组主汽门关闭,锅炉灭火,但发电机主开关未掉闸。
16时37分,2号机组主汽门关闭,锅炉灭火,但发电机主开关未掉闸。
16时41分,1号机组发电机主开关掉闸,汽机主汽门关闭,锅炉灭火。
17时16分,就地手打机械脱扣器,切掉5011和5012开关(2号发电机主开关)。
17时20分,就地手打机械脱扣器,切掉5022和5023开关(3号发电机主开关),在此之前5021开关已经掉闸,500kVSC一线停运。
17时50分,1号启动变恢复运行。
18时38分,7号机组主汽门关闭,锅炉灭火,但发电机主开关未掉闸。
18时52分,就地手打机械脱扣器,切掉5061和5062开关(7号发电机主开关)。
18日2时38分,SC一线恢复运行。 19日6时57分,7号机组并网发电。 19日23时10分,2号启动变恢复运行。 20日1时17分,1号机组并网发电。 20日23时56分,3号机组并网发电。 23日8时03分,2号机组并网发电。
2、 1、2、3、7号机组及1、2号启动变的情况: (1) 2号启动变
16时20分,2号启动变掉闸。发“启动变差动保护动作”、“220kV侧断路器跳闸”光字。
19日23时10分,2号启动变恢复运行。 (2) 1号启动变
16时32分,1号启动变掉闸。发“6kVOA段电压回路断线” 、“6kVOB段电压回路断线”光字。
17时50分,1号启动变恢复运行。 (3) 3号机组
16时33分,3号机组汽机主汽门关闭,锅炉灭火,但发电机主开关未掉闸。发“电网安全自动装置切机”、“电网安全自动装置请求
减载”“失磁”、“500kVTV断线”光字。
作为备用电源的2号启动变已经掉闸,机组失去厂用电。运行人员紧急启动大、小机直流润滑油泵和空侧直流密封油泵。用4号机组厂用电带3号机组厂用部分设备。
单元控制室手动切发电机主开关切不掉。因网控通讯中断,立即派人到变电站联系就地手停发电机主开关。
17时20分,就地手打机械脱扣器,切掉5022和5023开关(3号发电机主开关)。
汽轮机无蒸汽运行时间为47分钟。在此期间,运行人员将3号机组的冷却水倒由4号机组工业水泵带,机组的润滑油温和轴承温度等参数并没有上升很高。机组的润滑油温最高为80℃,轴承温度分别为95℃、94℃、100℃、113℃、137℃、89℃、79℃。由于低压转子末级叶片的鼓风作用,低压缸两端温度升高,低压缸排汽最高温度为318℃。
20日23时56分,3号机组并网发电。 (4) 2号机组
16时37分,2号机组主汽门关闭,锅炉灭火,但发电机主开关未掉闸。发“远方切机”、“事故掉闸”和“发电机失磁”光字。
作为备用电源的1号启动变已经掉闸,机组失去厂用电。运行人员紧急启动大、小机直流润滑油泵和空侧直流密封油泵。
单元控制室手动切发电机主开关切不掉。因网控通讯中断,立即派人到变电站联系就地手停发电机主开关。
17时16分,就地手打机械脱扣器,切掉5011和5012开关(2号发电机主开关)。
汽轮机无蒸汽运行时间为39分钟。在此期间,由于低压转子末级叶片的鼓风作用,低压缸两端温度升高,低压缸排汽温度最高229℃。2、5、6、7瓦的温度均超过100℃,其余瓦温在95℃左右,润滑油回油温度最高88℃。
23日8时03分,2号机组并网发电。
(5) 1号机组
16时41分,1号机组掉闸,发电机主开关掉闸,汽机主汽门关闭,锅炉灭火。发“母差及失灵保护”光字。
作为备用电源的1号启动变已经掉闸,机组失去厂用电。运行人员紧急启动大、小机直流润滑油泵和空侧直流密封油泵。
汽轮机惰走期间,润滑油温最高53℃,3瓦下部温度最高达99℃,其它瓦温最高74℃。
20日1时17分,1号机组并网发电。 (6) 7号机组
18时38分,7号机组主汽门关闭,锅炉灭火,但发电机主开关未掉闸。发“主变差动”、“差动TA断线”、“紧急停机”光字。厂用开关掉闸,备用电源自投成功。
单元控制室手动切发电机主开关切不掉。因网控通讯中断,立即派人到变电站联系就地手停发电机主开关。
18时52分,就地切掉5061和5062开关(7号发电机主开关)。 汽轮机无蒸汽运行时间为14分钟。因厂用电自投成功,各辅机运转正常,停机过程各参数正常。
19日6时57分,7号机组并网发电。 三、事故原因
1、 220kV变电站照明电缆短路放炮,引起电缆着火,是事故的起因。
① 现场勘察情况来看,电缆损坏最严重是一根截面为70mm2的三相照明电缆,该电缆已烧断,断头分别搭接在该电缆桥架槽盒的两个边上,在槽盒边缘搭接处可见明显的电弧烧损的缺口,是电缆着火的起火点。
② 该照明电缆的B、C相保险(200A)已熔断,说明事故前该电缆的B、C相先发生短路放炮并着火,随后引起其他电缆着火。
③ 该照明电缆短路放炮后,首先导致相邻的联变A、B柜直流电
源电缆绝缘损坏接地、短路,直流保险熔断。所以事故的第一个征兆就是在16时13分,网控发“直流I组母线电压不正常”和“联变A、B柜直流电源消失”光字。
综上所述,可以确定:因为220kV变电站照明电缆短路放炮,引起电缆着火,是事故的起因。
2、 交直流动力电缆、控制电缆集中敷设,是事故的主要原因。 电缆着火的部位,不仅敷设有交流动力电缆,如网控变压器6kV电源电缆,网控楼、220kV 站照明电缆,检修电源箱动力电缆等。而且敷设有变电站直流室的全部直流电缆和通讯电缆。
变电站照明电缆短路放炮后引起的电缆着火,导致变电站直流电源、仪表电源消失,四台机组相继停机。
3、 电缆管理工作比较薄弱,电缆的巡回检查、绝缘监测等工作不到位,是事故的次要原因。
4、 变电站的重要电缆不是阻燃电缆,是事故的原因。 5、通过现场勘察和技术分析,可以排除以下原因引起的电缆着火:
① 事故前,网控楼直流配电室电缆竖井内及周围无人工作,排除人为原因造成的电缆着火。
② 电缆沟内无易燃杂物堆放,环境温度也不高,排除由其他因素引起的电缆着火。
③ 6kV站用电工作电源、备用电源两条电缆均未损坏,380V站用电供检修电源和合闸电源电缆均未损坏。可以排除上述电缆引发事故的可能性。
④ 控制室照明电缆和动力箱电源电缆集中布置在一个电缆排架,均已烧断,但事故发生后的20分钟内控制室照明是正常的,这些电缆是在着火以后短路放炮烧断的。可排除控制室照明电缆引发事故的可能性。
⑤ 蓄电池到直流母线正极电缆烧断、负极电缆绝缘损坏,但事后检查电缆无短路过热迹象,并且正负极分开、单个电缆故障只会造