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电缆着火 造成四台机组跳闸

  来源:万博亚洲网 点击:  评论:  更新日期:2018年07月23日

2003年4月17日16时13分,某发电公司发生了一起由于网控电缆隧道内电缆着火,造成4台300MW机组停运的事故。
一、事故前工况
某发电公司8台300MW机组,除6号机组检修外,其他7台机组正常运行。全厂负荷2080MW。其中:1号机组负荷300MW,2号机组负荷300MW,3号机组负荷290MW,7号机组负荷260MW。 500kV双母线并列运行,沙昌一、二线运行,万沙线备用。220kV双母线并列运行。220kV/500kV联变运行。电网安全自动装置投入。 1、2、3、4号启动变全部运行,分别作为1、2号机组;3、4号机组;5、6号机组;7、8号机组的备用电源。各台机组的厂用电为正常方式。
二、事故发生和处理情况
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,500kV沙昌一线停运。 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,沙昌一线恢复运行。 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。(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。(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号机机组工业泵带,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℃。 (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℃。 (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。
三、事故损失情况
1、电缆烧损情况,此次事故,共造成28根电缆烧断,136 根电缆不同程度受损。烧损的长度均没有超过2米。着火部位共有电缆229根,受损电缆占总数的71.6%。 着火部位位于网控直流配电室电缆竖井下部的电缆沟,着火面积为2米×1.6米。受损的电缆,一部分是直流电缆,有:蓄电池至直流配电屏电源电缆,直流配电室至网控室保护、控制屏的电缆,网控室控制、保护屏至变电站设备控制及信号回路,电网安全自动装置电缆,至网控室保护屏的CT、PT二次回路,通讯电缆,保护、MIS光缆等;另一部分是交流电缆,有:网控楼、220kV 站照明电缆,检修电源箱动力电缆,通讯、远动装置的电源等。
2、机组检查情况,(1)1号机组检查情况:发电机主开关正确跳闸,汽轮机没有无蒸汽运行,停机后检查正常。 (2)2号机组检查情况:2至7瓦下瓦钨金均有轻微磨损。凝汽器铜管检查正常,低压末级叶片检查正常。 (3)、3号机组检查情况:3、4、5瓦下瓦钨金均有轻微磨损。凝汽器铜管检查正常,低压末级叶片检查正常。 (4)7号机组检查情况:汽轮机虽无蒸汽运行俩14分钟,但在停机过程中,厂用电自投成功,各辅机运转正常,停机后检查正常。
四、事故原因
1、事故原因分析
(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,电缆损坏最严重的是一根截面为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)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成接地不会造成短路。可排除此电缆引发事故的可能性。 ⑥、直流控制、信号、保护电源电缆虽多处烧损,但由于这些电源供端均安装有不大于25A的直流保险,一旦短路保险会立即熔断起到保护作用,不会引发着火,且事故前也没有其他异常信号。可排除这些电缆引发事故的可能性。 ⑦、交流二次回路电缆和通讯电缆、光缆虽多处烧损,但这些电缆首先故障必然会引起其它异常现象先发生,并且能量比较小。可排除这些电缆引发事故的可能性。
2、主要设备掉闸原因分析
(1)5021开关掉闸的原因 远跳信号电缆烧损,导致开关接受远跳信号跳闸(电缆详情见附录3,下同)。
(2)沙昌一线停运的原因 沙昌一线与#3机接在同一串上,其中沙昌一线接在5021与5022之间,#3机接在5022与5023之间。5021由于远跳信号电缆烧损已于16时16分掉闸,当17时20分,就地手打机械脱扣器,切掉3号发电机主开关(5022和5023)时,全串停电,500kV沙昌一线停运。
(3)2号启动变掉闸的原因 2200乙开关CT二次电缆烧损开路,导致启动变差动保护动作,2号启动变掉闸。
(4)1号启动变掉闸的原因 220kV母差保护跳1号启动变电缆烧损短路,导致1号启动变掉闸。
(5)3号机组掉闸的原因 电网安全自动装置切除3号机电缆烧损短路,导致3号机组掉闸。
(6)2号机组掉闸的原因 电网安全自动装置切除2号机电缆烧损短路,导致2号机组掉闸。
(7)1号机组掉闸的原因 220kV母差保护跳1号机电缆烧损短路,导致1号机组掉闸。
(8)7号机组掉闸的原因 7号主变5061开关CT回路二次电缆烧损开路,导致主变差动保护动作,7号机组掉闸。
五、事故暴露问题
1、网控楼的电缆竖井少,直流室在零米,使得大量的重要直流动力、控制电缆和通讯电缆与交流动力电缆集中敷设。
2、电缆管理工作薄弱。电缆管理虽有明确分工,但管理制度不细致,对辅助动力电缆的绝缘监测不到位。
3、变电站的重要电缆不是阻燃电缆,一旦电缆着火,相临电缆都受影响。
4、变电站电缆沟没有火灾自动报警装置,无法及时发现和消除火险隐患。
5、变电站的通讯电缆和交直流电缆集中敷设,变电站通讯的可靠性不高。
六、防范措施
1、针对“4.17”事故,在全厂范围开展一次以电缆防火为主题的安全大检查,对查出的问题,要采用定落实单位、定落实人、定完成期限的办法予以落实,并加强监督、检查和考核。
2、制定和完善电缆管理制度,要对电缆的巡回检查、绝缘监测和红外线测温等提出具体要求,进一步加强和规范电缆的管理。
3、集中专业的电缆管理人员,加强电缆的日常管理。
4、解决变电站的交直流动力电缆、控制电缆集中敷设的问题。在充分考虑其难度和必要性的情况下,要坚持两个原则:一是将交流动力电缆和直流动力电缆隔断;二是将开关的第一合跳闸回路和第二合跳闸回路分开。
5、利用检修机会,将变电站的重要电缆更换为A类阻燃电缆,将其他直流电缆更换为C类阻燃电缆。
6、研究提高机组厂用电可靠性的措施,使各台机组的厂用电能互为备用。
7、变电站的通讯电缆另行敷设,和交直流动力电缆、控制电缆分开。
8、变电站电缆沟增设火灾自动报警装置和阻火墙,控制室和电缆夹层增设自动灭火装置。

 

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