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        國外HSFC紙業(yè)工程開關(guān)柜事故分析

        2018-04-14 23:51:14孔德晶程若昱
        電器工業(yè) 2018年11期
        關(guān)鍵詞:發(fā)電機故障信號

        孔德晶 程若昱

        (浙江西子聯(lián)合工程有限公司)

        1 事故情況

        國外HSFC紙業(yè)#3發(fā)電機小間布置5臺開關(guān)柜,其中4臺由UEC總承包開關(guān)廠成套提供,1臺由國外HSFC紙業(yè)提供。2017年10月29日事故導(dǎo)致4臺UEC總承包的發(fā)電機出口斷路器柜、發(fā)電機儀表PT柜、#1線路柜、#2線路柜共四臺開關(guān)柜不同程度燒損,國外HSFC紙業(yè)提供的發(fā)電機勵磁PT柜完好。

        發(fā)電機出口斷路器柜、發(fā)電機儀表PT柜的柜體嚴重?zé)龘p報廢,發(fā)電機儀表PT柜手車內(nèi)三只PT基本完好,初步判斷可以使用,有待專業(yè)檢測合格后方可使用。

        #1線路柜、#2線路柜基本完好,由于事故發(fā)生三相短路后產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致一次絕緣件及個別二次部件、二次線等外部灼熏后絕緣水平降低及外觀不良,若要進行柜體恢復(fù)要更換絕緣觸頭盒及穿墻套管及部分二次件。綜合保護裝置及斷路器初步判斷可以使用,有待專業(yè)檢測合格后方可使用。

        在#3發(fā)電機開關(guān)柜發(fā)生事故后,業(yè)主急于恢復(fù)發(fā)電,將#5發(fā)電機斷路器用于恢復(fù)#3發(fā)電機進行了拆除挪用,由當?shù)亻_關(guān)柜廠提供新的4臺開關(guān)柜僅臨時使用,其中#1線路柜無斷路器和綜合保護。

        2 事故柜體分析

        從現(xiàn)場的燒損情況看出發(fā)電機出口斷路器柜開關(guān)柜為本次事故的引發(fā)點。斷路器完全燒毀、三只CT燒損嚴重,柜內(nèi)所有一次絕緣件全部燒毀。對開關(guān)柜的一次元件逐項進行檢查,并逐項排除進行分析。

        2.1 對斷路器進行全面檢查

        檢查斷路器隔離觸頭及與之配合的靜刀是否有接觸不良導(dǎo)致放電起弧問題,經(jīng)仔細檢查6只動靜觸頭均完好沒有發(fā)現(xiàn)燒損現(xiàn)象,事故排除發(fā)生在動靜觸頭之間。

        檢查發(fā)電機出口斷路器柜斷路器情況,斷路器在滅弧室事故發(fā)生過程中進行了分閘動作,滅弧室從表面基本完好,沒有炸開現(xiàn)象,斷路器處于分閘狀態(tài),滅弧室觸頭沒有粘連問題,基本排除斷路器滅弧室在分斷過程中發(fā)生弧光引起的接地短路事故。

        開關(guān)柜斷路器室下門沒有變形,頂部壓力釋放通道有煙熏痕跡,但頂板沒有被電弧沖擊掀開的現(xiàn)象,說明事故點不在斷路器間隔。

        從上述現(xiàn)象判斷事故發(fā)生的區(qū)域應(yīng)不在開關(guān)柜的斷路器室。

        2.2 對電纜室進行查找分析

        檢查電纜室,固定電纜室后蓋板的后立柱螺母變形,可判斷為因后蓋板受電纜室內(nèi)部壓力影響向外變形所致,上頂蓋板被沖開,可判斷故障點是在電纜室內(nèi)。

        對發(fā)電機出口斷路器柜開關(guān)柜3只CT進行檢查,母線連接處表面光潔,沒有因接觸不良導(dǎo)致的放電拉弧燒損的痕跡,基本可排除因CT接觸不良導(dǎo)致引發(fā)的故障。

        檢查電纜聯(lián)接是否有緊固不到位出現(xiàn)的問題,經(jīng)對#3發(fā)電機引上線15個電纜頭進行事故后的檢查,均未發(fā)現(xiàn)有電纜與母線搭接不牢固現(xiàn)象,電纜頭聯(lián)接面無燒損現(xiàn)象,基本可以排除主電纜因搭接不良引發(fā)事故。

        對電纜室側(cè)電壓傳感器安裝槽板進行檢查,沒有找出槽板有被電弧灼傷及安裝螺栓有燒損的痕跡,說明故障點不在電壓傳感器上。

        進一步檢查電纜室發(fā)現(xiàn)柜后有一處鋼側(cè)板有燒損情況,在相鄰不遠處有一矩形開孔。經(jīng)與現(xiàn)場運維人員交流后告知是引自發(fā)電機出口PT電纜的,隨后對該電纜進行檢查后發(fā)現(xiàn)其中一相電纜被燒斷,銅芯有明顯燒灼特征。

        2.3 結(jié)論

        本次事故故障點來自于發(fā)電機出口斷路器柜開關(guān)柜電纜室內(nèi)部,接至業(yè)主發(fā)電機勵磁PT柜電纜的外絕緣降低后對金屬側(cè)板放電,導(dǎo)致電纜室內(nèi)部發(fā)生弧光短路事故,由于該電纜室為#3發(fā)電機輸出端,斷路器故障跳閘但不能對電纜室故障切斷,能量持續(xù)較長的弧光高溫導(dǎo)致柜內(nèi)燃燒,并波及相鄰開關(guān)柜發(fā)生電弧及熱源的灼傷及不同程度的受損現(xiàn)象。

        3 事故數(shù)據(jù)及錄波波形分析

        3.1 #3發(fā)電機的SOE顯示

        第109信號01:26:26:924 64G1,該信號為發(fā)電機定子及引出線的單相接地。

        第108信號01:26:26:934 50N1,該信號為零序過流。

        第107信號01:26:26:994 50P1,該信號為相序過流I段。

        第105信號01:26:26:999 51C,該信號為反時限過流。

        第104信號01:26:27:004 50P2,該信號為相序過流II段。

        第101信號01:26:27:024 46Q2,該信號為電流不平衡。

        第99信號01:26:27:029 64G1T,該信號為帶延時的發(fā)電機定子及引出線的單相接地。

        第96信號01:26:27:049 TRIP1,該信號為保護跳閘。

        第95信號01:26:27:049 87R,該信號為電流差動保護。

        第90信號01:26:27:089 GEN MAIN BKR OPENED,該信號為發(fā)電機主斷路器斷開。

        第89信號01:26:27:159 EMERGENCY VALVE CLOSED,該信號為緊急閥關(guān)閉。

        3.2 #3發(fā)電機保護裝置SEL-300G故障錄波顯示

        時間01:26:26:924,中性點零序CT有電流, B相接地電壓為零,A相和C相電壓升高為線電壓11kV,時間對應(yīng)SOE第109信64G1。

        時間01:26:27:009,發(fā)電機出口和中性點三相電流急劇增大至kA級別,并穩(wěn)定持續(xù)至少11個周波約400ms;01:26:28:102電流才小于3150A相序過流I段信號返回,持續(xù)1093ms;11kV母線三相電壓接近零。

        3.3 事故數(shù)據(jù)及錄波波形分析結(jié)論

        2017年10月29日01:26:26:924發(fā)電機出口斷路器柜開關(guān)柜斷路器下端口至電纜之間B相單相接地,柜內(nèi)可能故障點包括電纜、CT、過電壓保護器、電壓傳感器、老鼠,及相互連接處。01:26:27:009發(fā)生三相短路,#3發(fā)電機的SOE顯示沒有勵磁滅磁信號,加重了本次事故開關(guān)柜燒損。

        4 綜合分析

        2017年11月16~20日,開關(guān)柜廠與UEC公司派人共同趕往現(xiàn)場進行事故分析,經(jīng)過現(xiàn)場全面取樣,與業(yè)主充分交流后,根據(jù)客觀反映的現(xiàn)狀進行逐項逐點認證,事故分析如下。

        2017年10月29日01:26:26:924 發(fā)電機出口斷路器柜開關(guān)柜電纜室內(nèi)部,接至業(yè)主發(fā)電機勵磁PT柜電纜的外絕緣降低后,B相單相接地,對金屬側(cè)板放電導(dǎo)致電纜室內(nèi)部發(fā)生弧光短路事故,并將金屬側(cè)板擊穿留有空洞及金屬熔液,01:26:27:009發(fā)生三相短路,01:26:27:049電流差動保護動作,01:26:27:089發(fā)電機主斷路器斷開,01:26:27:159緊急閥關(guān)閉。

        由于該電纜室為#3發(fā)電機輸出端,斷路器故障跳閘但不能對電纜室故障切斷,關(guān)鍵是#3發(fā)電機的SOE顯示沒有勵磁滅磁信號,能量持續(xù)較長的弧光高溫導(dǎo)致柜內(nèi)燃燒,并波及相鄰開關(guān)柜發(fā)生電弧及熱源的灼傷及不同程度的受損現(xiàn)象。僅是單相接地或三相接地,如果勵磁系統(tǒng)按正常功能進行滅磁,開關(guān)柜不至于損壞這么嚴重,可能只是簡單的停機事故。

        5 事故疑點

        1)2017年10月29日01:26:26:924,發(fā)生B相接地,B相電壓為零,A相和C相電壓升高為線電壓11kV,但SEL-300G故障錄波顯示三相電壓正常。可能顯示的不是三相電壓,而是三個線電壓,在發(fā)生B相接地時三個線電壓維持不變。

        2)2017年10月29日01:26:27:009發(fā)生三相短路后是發(fā)電機電流差動保護動作跳開發(fā)電機主斷路器,但發(fā)電機差動保護范圍僅為發(fā)電機本體,本次故障不應(yīng)該跳閘??赡苁前l(fā)電機中性點或發(fā)電機出口的CT參數(shù)選擇不合理出現(xiàn)了磁飽和導(dǎo)致誤動作,或是CT本身存在問題。

        6 存在的問題及解決辦法

        1)發(fā)電機出口斷路器柜開關(guān)柜斷路器下端口引電纜接至業(yè)主發(fā)電機勵磁PT柜,該電纜通過兩柜之間的金屬側(cè)板非正常矩形開孔,為不規(guī)范做法需要改正。該電纜業(yè)主選擇截面35mm2過小,應(yīng)按短路熱穩(wěn)定選擇,通常70 mm2以上。

        2)所有開關(guān)柜均需防火封堵,同時防止小動物進入引起接地或短路事故。

        3)發(fā)電機中性點和發(fā)電機出口CT選型參數(shù)核實及檢測性能是否合格,發(fā)電機差動保護范圍建議包括電纜引出線。

        4)全廠綜保裝置及其他智能裝置需時間同步。

        5)核實AVR系統(tǒng)設(shè)置,例如滅磁功能是否正常。

        6)發(fā)電機小間應(yīng)為防火門及滿足耐火極限的墻體,目前的玻璃門在事故時容易爆裂引起火災(zāi)蔓延到其他房間。

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