郭學(xué)文，沈 瓊

(1.國網(wǎng)湖北省電力有限公司，湖北 武漢 430077；2.國網(wǎng)湖北省電力有限公司安全監(jiān)管中心，湖北 武漢 430077)

0 引言

某鐵礦礦區(qū)110 kV變電站P有主變2臺(1號、2號),110 kV電源進(jìn)線2回(L1，L2)，采用內(nèi)橋接線，戶外敞開式布置；6 kV側(cè)采用單母線四分段接線，戶內(nèi)布置。

日常工況時(shí)，2號主變運(yùn)行，1號主變冷備用；電源進(jìn)線L2主用，L1備用，由電力公司負(fù)責(zé)調(diào)度；4段6 kV母線全部由2號主變供電，由礦區(qū)自行調(diào)度。變電站運(yùn)行維護(hù)由礦區(qū)負(fù)責(zé)，變電站采取有人值班模式。變電站一次接線如圖1所示。

圖1 變電站一次接線

1 事件回顧

某日，礦區(qū)變電站值班人員在綜合樓2樓主控室聽到1樓傳來巨響，窗戶外有火光和煙霧，煙霧報(bào)警器報(bào)警。發(fā)現(xiàn)2號主變壓器起火后，值班人員立即撥打119報(bào)火警，聯(lián)系電力部門申請停電(調(diào)度臺留存聯(lián)系方式錯(cuò)誤，延誤了時(shí)間)。最終，由電源進(jìn)線L2對側(cè)變電站的N06開關(guān)保護(hù)動作，切斷P變電站供電。

2 現(xiàn)場勘查

2.1 一次設(shè)備情況

2號主變壓器油枕油位計(jì)顯示油枕中已無絕緣油，主變壓力釋放閥動作噴油，壓力釋放閥、油枕下部等有局部熏黑痕跡。2號主變壓器事故時(shí)起火，斷電后自然熄滅，變壓器靠調(diào)壓開關(guān)端油箱壁向外膨出變形，變壓起火造成配電室中22，24，26，28，30，32，34，36，38，39，40 號等 11 面開關(guān)柜嚴(yán)重?fù)p毀，母線排全部熔化。39，40號柜為2段母線的主變進(jìn)線柜，分別對應(yīng)開關(guān)編號P06，P08。損毀最為嚴(yán)重的開關(guān)柜分布情況如圖2陰影部分所示。

2.2 二次設(shè)備情況

6 kV電壓切換裝置有嚴(yán)重放電痕跡，2號主變保護(hù)屏低后備保護(hù)P08開關(guān)電流回路有燒傷痕跡。6 kV開關(guān)柜上的所有繼電保護(hù)裝置全部燒毀，控制室內(nèi)6 kV配電室二次電纜、電纜豎井電纜、控制室電纜入口處電纜均嚴(yán)重?zé)龤?。直流屏外觀完整，所有饋出空開均在斷開位置(部分空開故障時(shí)自動跳開，其余空開是事后人工斷開的，但無操作記錄)。蓄電池外觀完整，其中6號和71號電瓶上標(biāo)有“某月更換”字樣。交流系統(tǒng)1號和2號所用變的所有400 V饋線開關(guān)均在合閘位置，所用饋出動力電纜均燒毀。

2.3 保護(hù)及后臺信息情況

站內(nèi)有2臺監(jiān)控機(jī)，1號監(jiān)控機(jī)沒有本次故障記錄，但有最近的遙信變位信號，直流系統(tǒng)告警信號發(fā)出已持續(xù)數(shù)月。2號監(jiān)控機(jī)也沒有本次故障記錄，最近1次保護(hù)事件記錄、遙信變位記錄均發(fā)生在上年。

因此，推斷近1年多時(shí)間內(nèi)，2號后臺監(jiān)控機(jī)監(jiān)控功能已失效，僅1號后臺監(jiān)控機(jī)正常運(yùn)行。2號主變保護(hù)裝置顯示當(dāng)天先后發(fā)生差流越限保護(hù)動作、有載調(diào)壓閉鎖保護(hù)動作、過負(fù)荷保護(hù)動作、低壓測P06開關(guān)后備保護(hù)復(fù)合電壓保護(hù)動作及低壓測P08開關(guān)后備保護(hù)復(fù)壓方向過流動作。

3 事故原因

根據(jù)配電室開關(guān)柜現(xiàn)場燒毀情況，判斷故障起始點(diǎn)為母線電壓互感器22號PT柜。據(jù)歷史檢修記錄和現(xiàn)場調(diào)查，可排除雷擊、設(shè)備老化受潮等原因，分析為PT鐵磁諧振過電壓造成22號柜發(fā)生相間短路。當(dāng)22號PT柜相間故障時(shí)，2號主變低壓側(cè)后備保護(hù)動作跳P06，P08。但故障后，站用電交流同步消失，站用直流電源電壓隨即同步大幅下降，因直流蓄電池組存在故障(欠壓嚴(yán)重，端電壓只有21 V)，不足以跳開P06，P08開關(guān)(可靠動作電壓數(shù)據(jù)為120 V)。

當(dāng)故障發(fā)展到主變低壓側(cè)母線橋時(shí)，差動保護(hù)動作；當(dāng)故障發(fā)展到主變本體時(shí)，非電量保護(hù)動作；當(dāng)故障發(fā)展到主變高壓側(cè)時(shí)，高后備保護(hù)動作。但由于保護(hù)裝置失去直流電源均無法工作發(fā)跳閘命令，最終由主變高壓側(cè)進(jìn)線電源線路L2的對側(cè)開關(guān)N06保護(hù)動作切除故障。保護(hù)動作行為正確。

4 暴露問題

4.1 變電站供電方式不合理

變電站運(yùn)行方式顯示，1號主變備用，2號主變帶4段6 kV母線運(yùn)行，且全部6 kV設(shè)備處于同1間配電室內(nèi)。當(dāng)6 kV配電室母線發(fā)生故障時(shí)(或饋線故障，本開關(guān)未正確切除)，極易導(dǎo)致全礦停電或配電室6 kV設(shè)備大面積損毀。這種供電方式節(jié)約了成本，但降低了供電可靠性。

4.2 未按規(guī)定開展預(yù)防性試驗(yàn)

除2臺主變壓器及兩側(cè)開關(guān)外，所內(nèi)其他設(shè)備均未按照DL/T 596—2005《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的周期和標(biāo)準(zhǔn)開展預(yù)防性試驗(yàn)，不能及時(shí)掌握設(shè)備健康狀況。

4.3 蓄電池采購驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)不規(guī)范

2013年，該變電站對104只蓄電池進(jìn)行更換，但采購的蓄電池?zé)o法查驗(yàn)生產(chǎn)日期、所貼防偽標(biāo)簽無法查驗(yàn)真?zhèn)?，更換工作未一次性完成而是持續(xù)了半個(gè)月。更換時(shí)，未進(jìn)行容量試驗(yàn)；運(yùn)行中，未進(jìn)行核對性充放電。部分換下的舊電池為2006年投運(yùn)，生產(chǎn)日期不詳，又用作備件零星更換落后電池；且備用電池未進(jìn)行周期性補(bǔ)充充電。

圖2 損毀最為嚴(yán)重的開關(guān)柜分布情況

蓄電池組的單體電池電壓的一致性很差，長期運(yùn)行降低了電池的實(shí)際容量。故障后，測量蓄電池組端電壓只有21 V(104只)，容量嚴(yán)重不合格。蓄電池失效造成了本次故障擴(kuò)大。

4.4 綜合自動化系統(tǒng)后臺機(jī)管理不規(guī)范

2臺后臺機(jī)使用的UPS電源已失效1年有余。后臺機(jī)賬戶管理混亂，未建立與實(shí)際人員相符的賬戶清單，管理員賬戶未設(shè)置密碼，任何人都可隨意登錄，無法保證后臺機(jī)的設(shè)置不被非法改動以及相關(guān)數(shù)據(jù)的安全。事故后查閱后臺機(jī)信息，發(fā)現(xiàn)本應(yīng)互為備用的1，2號機(jī)數(shù)據(jù)差別很大，且數(shù)據(jù)缺失較多。這種狀況不利于日常運(yùn)行監(jiān)控和故障分析，對本次事件調(diào)查造成很大障礙。

4.5 PT鐵磁諧振過電壓未得到有效抑制

變電站運(yùn)行檢修記錄顯示，該站一直存在PT鐵磁諧振過電壓的隱患，多次發(fā)生PT柜故障。為了治理該隱患，變電站先后加裝了小電流接地選線裝置和消弧線圈，但小電流接地選線裝置的技術(shù)可靠性較差，消弧線圈需要與系統(tǒng)參數(shù)匹配且維護(hù)妥善運(yùn)行正常，才能發(fā)揮作用。加裝上述設(shè)備后，變電站諧振過電壓依然存在，治理效果不佳。

4.6 員工技術(shù)水平不滿足工作需要

變電站9名值班人員中有6名是當(dāng)年元月轉(zhuǎn)崗的，存在學(xué)習(xí)、培訓(xùn)不到位，不熟悉相關(guān)規(guī)程規(guī)范的情況。發(fā)生本次故障時(shí)，2名當(dāng)班人員均為新近轉(zhuǎn)崗人員，應(yīng)急處置不當(dāng)，未在第一時(shí)間手動斷開主變壓器高壓側(cè)開關(guān)，并在電話聯(lián)系電力調(diào)度時(shí)撥打了錯(cuò)誤號碼，延遲了故障切除時(shí)間。

4.7 重要用戶供電突發(fā)事件應(yīng)急管理不到位

礦區(qū)編制的供電突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案缺乏針對性和可操作性，預(yù)案中僅規(guī)定發(fā)生供電突發(fā)事件時(shí)的報(bào)告程序，流程描述復(fù)雜，沒有寫明當(dāng)班人員可以立即采取的針對性措施。日常事故預(yù)想和應(yīng)急演練流于形式，沒有達(dá)到應(yīng)有效果。

5 防范措施

5.1 改進(jìn)變電站供電方式

該鐵礦為井下開采的非煤礦山，對供電可靠性要求很高。建議該變電站2路電源進(jìn)線、2臺主變壓器同時(shí)運(yùn)行，4段6 kV母線分成2部分運(yùn)行；合理調(diào)配6 kV出線間隔，對礦山特別重要的用電負(fù)荷(如礦井)，從2臺主變分別供電至受電地點(diǎn)。對6 kV配電室結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，設(shè)置2個(gè)獨(dú)立的配電室或在現(xiàn)有配電室中間增加隔墻進(jìn)行物理隔離。

5.2 加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)維管理

嚴(yán)格執(zhí)行《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，對變電站所有設(shè)備開展周期預(yù)防性試驗(yàn)和檢修；編制、完善變電站運(yùn)行規(guī)程，按運(yùn)行規(guī)程開展日常運(yùn)維工作；完善日常運(yùn)維記錄、缺陷管理及故障分析制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除缺陷和隱患。

5.3 加強(qiáng)蓄電池運(yùn)維管理

蓄電池是保障變電站安全的最重要設(shè)施之一，相關(guān)人員要提高對其重要性的認(rèn)識，嚴(yán)格執(zhí)行DL/T 724—2000《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)程》等要求，確保蓄電池始終處于良好狀態(tài)。

5.4 加強(qiáng)綜合自動化系統(tǒng)管理

根據(jù)變電站人員實(shí)際情況在后臺機(jī)中建立用戶賬號，登錄人員具有獨(dú)立賬號，且對管理員的用戶名、密碼進(jìn)行嚴(yán)格管理。

5.5 采取有效措施治理PT鐵磁諧振過電壓

建議將6 kV的PT換裝為采用4PT(含有獨(dú)立的零序PT)接線方式的防諧振產(chǎn)品，同時(shí)對系統(tǒng)電容參數(shù)進(jìn)行測量，復(fù)核消弧線圈參數(shù)是否合適，加強(qiáng)消弧線圈運(yùn)行維護(hù)，確保其正常工作。

5.6 加強(qiáng)員工技術(shù)培訓(xùn)

按需要搜集配置各層級需要掌握的安全、技術(shù)規(guī)程(規(guī)范)，安排所有涉電人員學(xué)習(xí)，確保熟練掌握《電力安全工作規(guī)程》，熟悉所管轄設(shè)備的性能和操作方法。

5.7 加強(qiáng)應(yīng)急管理

全面研究變電站設(shè)備配置情況、運(yùn)行特點(diǎn)，找出薄弱環(huán)節(jié)，分析可能發(fā)生的故障部位、類型和結(jié)果。針對故障的不同階段，確定有層次的應(yīng)對預(yù)案，組織應(yīng)急預(yù)案學(xué)習(xí)，力爭在故障初期就能夠正確、迅速地采取針對性措施，防止事故擴(kuò)大。

6 結(jié)束語

本次事件調(diào)查分析過程中，由于全所失電，造成設(shè)備燒毀嚴(yán)重、監(jiān)控設(shè)備失效、UPS電源故障、監(jiān)控后臺和保護(hù)裝置時(shí)鐘不準(zhǔn)確，信息記錄不完整等，導(dǎo)致事件的證據(jù)收集和故障還原面臨較大困難，也反映出重要電力用戶在供電所人員素質(zhì)、設(shè)備運(yùn)維、規(guī)程完善、預(yù)案演練等方面存在諸多問題。建議相關(guān)安全監(jiān)督及管理部門高度重視，以高風(fēng)險(xiǎn)等級看待重要電力用戶的供電安全管理，以專業(yè)化的要求提升變電站裝備水平、人員素質(zhì)和管理水平，確保變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。