吳俊廣

(華電國際萊城發(fā)電廠，山東 濟南 271100)

1 設(shè)備概述

某廠4號鍋爐為SG-1025/17.44-M850型亞臨界、中間再熱、強制循環(huán)、汽包式鍋爐，采用單爐膛、∏型、露天布置、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)、固態(tài)排渣。汽輪機為N320-16.7/538/538型亞臨界、中間再熱，單軸、雙缸、雙排汽、凝汽式汽輪機。發(fā)電機型號為QFSN-300-2，額定功率300 MW、額定電壓為20 kV、額定電流為10 190 A、額定轉(zhuǎn)速為3000 r/min、額定氫壓為0.31 MPa、絕緣等級為B級，采用水氫氫冷卻。機組采用MAX-1000分散控制系統(tǒng)。

2 事故經(jīng)過

2016年某日19∶10，4號機組發(fā)出機組跳閘報警，發(fā)電機解列。工作人員立即檢查主機交流油泵，電泵聯(lián)啟正常，汽輪機轉(zhuǎn)速下降。查看陰極射線管(CRT)畫面，發(fā)現(xiàn)為線路保護柜動作，分析跳閘原因為發(fā)電機定子接地。匯報省調(diào)，城東2624開關(guān)轉(zhuǎn)冷備用，拉開城東26241出線隔離開關(guān)。

事故發(fā)生前4號機組負荷240 MW，煤量100 t/h，A、B、C、D磨組運行，E磨組備用。A、B汽泵運行，電泵備用。機組各參數(shù)穩(wěn)定，運行正常。

4號機組跳閘后，設(shè)備部及維修部電氣專業(yè)人員共同對 4號發(fā)變組保護柜進行檢查，確認保護A、B柜同時發(fā)“發(fā)電機定子接地”動作信號，查看保護裝置內(nèi)跳閘報告信息，發(fā)電機定子零序電壓值為8.29 V(保護定值為8 V)，屬于正確動作。同時從故障波形可以看出，發(fā)電機機端電壓A、B、C三相分別為58.42 V、67.30 V、54.09 V[1]。

查看DCS歷史趨勢，發(fā)電機零序電壓從下午14∶00開始波動并緩慢上升，到18∶24時上升到8 V以上，與發(fā)變組保護動作情況一致。如圖1所示，圖1中紅線為發(fā)電機機端零序電壓。

圖1 DCS畫面中機端零序電壓歷史趨勢

對4號發(fā)電機及封閉母線絕緣電阻進行測量，絕緣電阻值為0.1 MΩ。將4號發(fā)電機出線處和主變及高廠變壓器處軟連接拆開，分別對發(fā)電機和封閉母線絕緣情況進行測量。經(jīng)測試，發(fā)電機絕緣電阻值為380 MΩ，A、B相封閉母線絕緣電阻值均大于1000 MΩ，C相封閉母線絕緣電阻值為0.1 MΩ。同時檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機出線箱C相盤式絕緣子內(nèi)有積水，如圖2所示。

圖2 發(fā)電機出線箱C相盤式絕緣子

發(fā)電機出線C相封閉母線內(nèi)部第3、第5封閉母線支撐瓷瓶底部有積水，溢出瓷瓶凹陷部位，第2、第4封閉母線支撐瓷瓶底部只有少量積水。外部封閉母線C相高廠變壓器上方盆式絕緣子放水口放出約500 mL積水，拆開高廠變壓器上方封閉母線盆式絕緣子，發(fā)現(xiàn)盆式絕緣子上表面有明顯的放電痕跡。

對封閉母線C相內(nèi)積水處理完成后，測量絕緣電阻值為2500 MΩ以上。對封閉母線A、B相內(nèi)部進行檢查，B相情況良好、無積水，A相在穿墻膨脹節(jié)處有輕微積水(約200 mL)，清理后測量A、B相封閉母線絕緣電阻值均在2500 MΩ以上。對封閉母線微正壓裝置充入母線的氣體進行濕度檢測，濕度<30%，屬于合格范圍。對封閉母線密封性進行檢測，母線內(nèi)氣體壓力由2 kPa降至300 Pa，時間約4 min，小于規(guī)定的15 min，說明封閉母線密封不良[2]。

3 原因分析

本起非停事故的直接原因是4號發(fā)電機機端零序電壓升高至8.29 V，超過整定值8 V，使發(fā)變組A、B套保護裝置定子接地保護動作，直接導(dǎo)致發(fā)電機停機。

本起事故的根本原因是4號發(fā)電機外部封閉母線C相高廠變壓器上方盆式絕緣子上結(jié)露積水，逐漸漫過盆式絕緣子溝槽，使C相導(dǎo)體通過積水發(fā)生放電現(xiàn)象。

結(jié)露原因分析如下：4號機4月1日開始進行大修及超低排放改造，至6月底改造結(jié)束，期間封閉母線微正壓裝置處于停運狀態(tài)時間長達近3個月。機組停機時間較長，且正值環(huán)境較為潮濕的季節(jié)，封閉母線內(nèi)部聚集了一定量的水汽。這種水汽多以液態(tài)形式存在，且水量比較集中，沒有影響到母線內(nèi)部絕緣，所以在啟機絕緣量測過程中，封閉母線絕緣水平良好。

在機組啟機后，封閉母線內(nèi)導(dǎo)體發(fā)熱，加速了封閉母線內(nèi)外空氣的置換速度，大量水汽滯留在母線內(nèi)，形成凝結(jié)水[3]。且C相封閉母線處在迎風(fēng)口，外界環(huán)境溫度更低，母線內(nèi)導(dǎo)體、支撐絕緣子、外殼的內(nèi)表面及盤式絕緣子上更容易出現(xiàn)凝結(jié)水滴的現(xiàn)象。凝結(jié)水大量積聚在封閉母線中的最低位置，即高廠變壓器上方盆式絕緣子上表面，當(dāng)凝結(jié)水積聚到一定程度，漫過盆式絕緣子上表面溝槽[4]，導(dǎo)致導(dǎo)體與封閉母線外殼通過絕緣子表面發(fā)生放電，所以在盆式絕緣子表面產(chǎn)生了放電痕跡。

4 暴露問題

a.隱患排查工作開展不到位，沒有及時發(fā)現(xiàn)封閉母線內(nèi)結(jié)露問題，未能定期對封閉母線內(nèi)積水進行排放處理[5]。

b.設(shè)備巡視不到位，對與主設(shè)備相關(guān)的附屬設(shè)備重視程度不夠。設(shè)備管理人員沒有意識到封閉母線微正壓裝置運行狀況對封閉母線安全運行造成的威脅，沒有及時發(fā)現(xiàn)封閉母線微正壓裝置長期未投入運行而造成的影響[6]。

c.設(shè)備管理不到位，設(shè)備管理人員沒有意識到封閉母線密封性不良[7]，在微正壓裝置退出運行期間，會存在加劇封閉母線內(nèi)外冷熱空氣對流的情況，造成母線內(nèi)結(jié)露加重。

d.運行管理不到位，運行規(guī)程不完善，未對微正壓裝置投退作具體規(guī)定，造成機組長時間停運期間微正壓裝置未正常投入運行。

5 防范措施

a.開展封閉母線隱患排查工作，對其他機組的封閉母線內(nèi)結(jié)露情況、微正壓裝置的運行狀況進行排查，發(fā)現(xiàn)問題立即處理。

b.對封閉母線C相損壞的絕緣子進行更換，對封閉母線進行整體查漏，消除漏點，使封閉母線密封性達到合格標(biāo)準(zhǔn)[8-9]。

c.將封閉母線排水工作納入封停必檢項目，每次機組調(diào)停時對放水孔位置進行檢查，并對封閉母線內(nèi)部的結(jié)露情況(特別在最低點位置及高廠變壓器升高座處)進行定期打開檢查，發(fā)現(xiàn)問題立即處理[10]。

d.點檢員、運行巡視人員定期巡查空壓機、微正壓裝置工作狀況，要仔細巡查微正壓裝置各管路，確保微正壓裝置向母線充氣正常，并記錄運行各參數(shù)。

e.繼保人員、運行巡視人員定期查看并記錄發(fā)變組保護柜、發(fā)變組故障錄波器和DCS發(fā)電機零序電壓、機端電壓參數(shù)是否有異常變化。如果DCS系統(tǒng)、故障錄波器有告警信號，應(yīng)及時查看確認，判斷異常原因，并采取措施進行處理。

f.點檢員、運行巡視人員要監(jiān)視封閉母線內(nèi)部的溫度、濕度，定期巡查封閉母線運行情況，遇有異常天氣要加強巡檢[11]。

g.修訂運行規(guī)程，對封閉母線微正壓裝置的運行和維護提出明確要求，并按規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行到位。

h.對同類型的5號機組的微正壓裝置進行排查，發(fā)現(xiàn)問題立即處理。

6 結(jié)束語

封閉母線防結(jié)露裝置對于封閉母線安全運行具有重要作用，本文分析了封閉母線防結(jié)露裝置的工作原理，對工作流程進行了總結(jié)。通過結(jié)合設(shè)備的運行和操作，歸納出巡檢過程中需要注意的問題，對防結(jié)露裝置日常運行操作具有一定的指導(dǎo)意義[12]。同時，結(jié)合母線設(shè)備本身和實際的環(huán)境情況，分析了封閉母線防結(jié)露裝置所存在的問題，并對需要改進的措施進行闡述，對該設(shè)備進一步完善具有一定參考作用。全廠對封閉母線工作進行徹底排查，發(fā)現(xiàn)缺陷立刻處理，杜絕了類似事情的再次發(fā)生，有利于保證機組長周期的穩(wěn)定運行。