一起海外電站主變火災(zāi)事故原因分析及預(yù)防對策

1、<p>　　一起海外電站主變火災(zāi)事故原因分析及預(yù)防對策</p><p><b>　　引文： </b></p><p>　　變壓器是利用電磁感應(yīng)原理改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主變是電廠的重要的電氣設(shè)備，用以轉(zhuǎn)換并傳輸電廠發(fā)出的電能至電網(wǎng)。主變除了內(nèi)部的絕緣襯墊和支架外，充有大量的絕緣油做為絕緣介質(zhì)，因此，變壓器內(nèi)部一旦發(fā)生

2、嚴(yán)重過載、短路故障，可燃的絕緣材料和絕緣油就會(huì)受高溫或電弧作用，分解燃燒，并產(chǎn)生大量氣體，使變壓器內(nèi)部的壓力急劇增加，造成外殼爆裂，大量噴油，燃燒的油流又進(jìn)一步擴(kuò)大了火災(zāi)危害，并造成大面積停電，影響正常的生產(chǎn)和生活。 </p><p>　　本文以中國某電建公司承建的海外某燃?xì)怆娬?3機(jī)組主變在運(yùn)行過程中發(fā)生著火事故的原因進(jìn)行分析并提出預(yù)防對策。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：絕緣油主變保護(hù)

3、 油樣化驗(yàn)電路類故障 </p><p>　　中圖分類號： U665 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　事故情況簡介 </b></p><p>　　中國某電建公司承建的尼日利亞某燃?xì)怆娬?3機(jī)組主變在發(fā)生事故前GT3、GT5運(yùn)行，GT4、GT8備用，330KVI、II段母線通過第二串、第四串開關(guān)合環(huán)運(yùn)行，#1-#4主變四臺(tái)主變帶低廠

4、變運(yùn)行，GT3負(fù)荷20MW。 </p><p>　　6月16日上午07:26：44(SOE時(shí)間，實(shí)際NCS時(shí)間為07:26：59)，#3主變高壓側(cè)斷路器3441CB、3442CB開關(guān)跳閘，同時(shí)主控值班人員聽到一聲悶響，電氣值班員趕到現(xiàn)場檢查，未走到#3主變之前(至#1燃機(jī)附近)就發(fā)現(xiàn)#3主變已經(jīng)著火且火勢很大，當(dāng)即返回主控室匯報(bào)單元長，通知變電站（TCN）斷開線路、主控業(yè)主值班人員協(xié)助滅火。單元長匯報(bào)值長及運(yùn)行部

5、部長金通，同時(shí)組織人員滅火。 </p><p>　　7:28分值班員繼續(xù)對#3主變系統(tǒng)進(jìn)行隔離，迅速將“34421隔離開關(guān)”進(jìn)行拉開操作，但發(fā)現(xiàn)34421仍在合位，認(rèn)定操作“未成功”，于是緊急前往主變高低壓側(cè)檢查并做隔離工作。 </p><p>　　07:30左右值班員到達(dá)就地主變低壓側(cè)配電室，將#5低廠變低壓側(cè)4501A開關(guān)、#6低廠變低壓側(cè)4601A開關(guān)搖至檢修位，將GT5發(fā)電機(jī)出口開

6、關(guān)505搖至檢修位置，將GT6發(fā)電機(jī)出口開關(guān)506搖至檢修位置，分別將GT5、GT6發(fā)電機(jī)PT1、PT2搖至檢修位置并斷開二次開關(guān)，將10KVШ段PT搖至檢修位置并斷開二次開關(guān)。隨后斷開#3主變冷卻器電源，并到升壓站檢查確認(rèn)隔離刀電源正常。07:37左右值班員返回主控分開3103(后經(jīng)檢查未分開)、34421、34412隔離開關(guān)，然后再次通知TCN斷開兩條線路以防止事故擴(kuò)大。 </p><p>　　10:16 #

7、3機(jī)主變壓器大火撲滅，對相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行檢查無異常后恢復(fù)廠用電。 </p><p>　　本次著火事故，經(jīng)過初步檢查損失情況大致如下： </p><p>　　變壓器低壓側(cè)共箱封閉母線斷裂燒毀；變壓器鐘罩頂部焊口處撕裂；三相低壓套管燒毀炸裂，鋁連接板拉斷；第三、四冷卻器套組燒毀；三相高壓套管瓷瓶崩裂；壓力釋放閥燒壞；本體控制電纜燒壞。 </p><p>　　經(jīng)檢查，變壓器內(nèi)

8、部也出現(xiàn)了明顯的事故跡象，壓板無明顯變形和分層，但是壓板上有明顯的碳化物，A 相高壓線圈出現(xiàn)多處絕緣破損和炭黑，線餅的油道墊塊多處出現(xiàn)明顯位移，局部線餅出現(xiàn)明顯的變形，黑色的粉塵和炭黑隨著油流散落在線餅和周圍金屬結(jié)構(gòu)件上。 </p><p>　　經(jīng)過對現(xiàn)場主變保護(hù)裝置檢查，主變保護(hù)動(dòng)作情況如下： </p><p>　　1）定時(shí)限過勵(lì)磁保護(hù)動(dòng)作（定值為1.15倍 10S） </p>

9、;<p>　　2）差動(dòng)保護(hù)（差動(dòng)速斷動(dòng)作時(shí)間07:15:25:085）； </p><p>　　3）主變壓力釋放動(dòng)作（動(dòng)作時(shí)間07:15:25:765）； </p><p>　　4）主變重瓦斯動(dòng)作（動(dòng)作時(shí)間07:15:25:785）； </p><p>　　注：變壓器保護(hù)裝置時(shí)間與NCS時(shí)間相差11分38秒）。 </p><p>

10、;<b>　　原因分析 </b></p><p>　　經(jīng)過#3主變事故后、事故前油樣對比分析發(fā)現(xiàn)，故障發(fā)生后烴類急劇上升，C2H2的生成一般在800℃～1200℃的溫度，根據(jù)《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則GB\T7252—2001》分析應(yīng)為電路類故障、放電型高溫過熱。 </p><p>　　根據(jù)油樣化驗(yàn)分析以及現(xiàn)場主變保護(hù)動(dòng)作情況，結(jié)合事故后主變檢查情況，現(xiàn)場技術(shù)

11、人員分析認(rèn)為#3主變在正常運(yùn)行中，變壓器高壓側(cè)內(nèi)部線圈A相（相對接近引線處）絕緣擊穿造成單相接地故障，此時(shí)過勵(lì)磁保護(hù)同時(shí)啟動(dòng)（報(bào)警），差動(dòng)保護(hù)由于單相接地引起差動(dòng)速斷動(dòng)作同時(shí)比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。高壓側(cè)A相線圈由于機(jī)械力變形，故障引發(fā)的電弧會(huì)分解變壓器油，再加上本身產(chǎn)生大量瓦斯氣體引起壓力釋放、重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。期間產(chǎn)生的瓦斯氣體量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壓力釋放閥排放量，瓦斯氣體不能及時(shí)泄壓，壓力增高到一定程度使變壓器鐘罩頂部焊口處撕裂，高壓瓦斯氣體與空氣

12、接觸引發(fā)爆燃。 </p><p>　　爆燃后溫度的急劇上升，再加上故障期間低壓側(cè)電流突增造成低壓母線銅牌軟化，瓦斯燃燒產(chǎn)生的高溫使低壓套管瓷瓶炸裂，瞬時(shí)產(chǎn)生的高沖擊電流轉(zhuǎn)化為機(jī)械力，產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)低壓套管鋁排被切裂，低壓側(cè)銅牌在連接板處斷裂，隨之噴出的高溫瓦斯氣體將其融化。 </p><p>　　經(jīng)過對機(jī)組投入運(yùn)行三年來的運(yùn)行故障數(shù)據(jù)調(diào)取分析，導(dǎo)致此次主變事故的直接原因如下： </p&

13、gt;<p>　　1、尼日利亞當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)不穩(wěn)定、頻繁故障失電，引起#3變壓器頻繁停電和送電。#3主變又靠近線路，線路故障大部分是單相接地，頻繁的外部故障每年都在50次左右，迅速的負(fù)載波動(dòng)對變壓器內(nèi)部繞組緊固件帶來很大的沖擊，同時(shí)造成繞組絕緣層老化，磁通的急劇波動(dòng)超限也會(huì)造成線圈絕緣降低及緊固件松動(dòng)、脫落。 </p><p>　　2、線圈絕緣降低及緊固件松動(dòng)、脫落會(huì)造成變壓器絕緣相對降低，從此次變壓器的

14、拆檢過程中不難發(fā)現(xiàn)，變壓器部分緊固件、螺絲掉落。這些現(xiàn)象都是擊穿的積累過程。 </p><p>　　3、同時(shí)尼日利亞運(yùn)行人員能力偏低，主變投入運(yùn)行以來三年多未進(jìn)行任何檢查和維護(hù)，變壓器允許安全運(yùn)行的油質(zhì)的最低標(biāo)準(zhǔn)（含水量≤15ppm），由于一直未對變壓器進(jìn)行油質(zhì)檢驗(yàn)，未能檢測到變壓器油質(zhì)情況，給變壓器正常運(yùn)行帶了隱患。 </p><p><b>　　預(yù)防措施 </b>

15、</p><p>　　鑒于尼日利亞電網(wǎng)運(yùn)行條件惡略，制定預(yù)防措施如下： </p><p>　　加強(qiáng)各變壓器油樣各項(xiàng)指標(biāo)的跟蹤檢驗(yàn)，并記錄檢驗(yàn)結(jié)果以便于分析變壓器油各項(xiàng)指標(biāo)變化趨勢； </p><p>　　結(jié)合運(yùn)行情況，縮短主變大小修檢修周期，建議主變小修周期縮短為三年，主變大修周期縮短為五年； </p><p>　　在電網(wǎng)發(fā)生故障后，及時(shí)對主

16、變進(jìn)行低電壓阻抗、繞組變形測試，以便于及早發(fā)現(xiàn)潛在故障，以便降低主變故障風(fēng)險(xiǎn)。 </p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　隨著越來越多的中國公司參與國外工程建設(shè)，特別是參與非洲等低端市場的工程建設(shè)，注意加強(qiáng)對業(yè)主運(yùn)行人員的運(yùn)行維護(hù)能力的培訓(xùn)，提高運(yùn)行人員的素質(zhì)，能有效減少設(shè)備在運(yùn)行階段的損壞，減少設(shè)備故障發(fā)生率。 </p><