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　　[摘要]針對一起6kV高壓電纜中間接頭接地故障導致機組停機事故，分析事故原因，并從設備停運后的檢查、加強維護等方面提出事故防范措施。

　　0、引言

　　大短路電流接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障后，就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn)，利用這些電氣量構(gòu)成保護接地短路的繼電保護裝置統(tǒng)稱為零序保護。電氣設備中母線、電纜、電機的接地最為常見。本文通過分析河津發(fā)電分公司煤場堆取料機6kV高壓電纜中間接頭接地，導致#1高廠變分支零序Ⅱ段保護動作，#1機組廠用6.3kV AB段、380V AB段、380V 1A段失電，#1機組停運事故，提出設備隱患排查和事故防范措施。

　　1、事故經(jīng)過

　　事故發(fā)生前，#1、#2、#4機組運行，#1、#2機組有功負荷為350MW，#4機組有功負荷為280MW，#3機組檢修，#1機組廠用電由#1高廠變自帶，啟/備變熱備用，輔機運行正常。#1機組廠用電一次接線如圖1所示。

　　某日20時13分，#1電氣輔助控制屏發(fā)“高廠變A分支零序過流”信號，6.3kV 1A段工作電源開關(guān)(52AT1A)跳閘， #1發(fā)電機控制盤發(fā)“電氣故障跳閘”信號，發(fā)電機出口開關(guān)(201)跳閘，6.3kV 1B段工作電源開關(guān)(52AT1B)跳閘，啟/備變低壓側(cè)52ST1B開關(guān)自投后跳閘，#1電氣輔助控制屏發(fā)“啟/備變B分支零序過流”信號，6.3kV 1A、6.3kV 1B段失電，#1機組跳閘，鍋爐MFT、#1柴油發(fā)電機自啟動，接帶400V EPC1A、400V EPC1B事故保安段運行。主機盤車油泵、小機事故油泵、空側(cè)密封油泵、主機油箱排煙風機、空預器電動馬達、直流冷卻風機啟動正常，機組處于安全停機過程。

圖1 #1機組廠用電一次接線圖

　　就地檢查6.3kV 1A、6.3kV 1B 段，未發(fā)現(xiàn)故障報警信號，且電氣輔助控制屏未發(fā)廠用負荷故障綜合報警信號(6.3kV CPU故障);從故障錄波圖獲知6.3kV 1A 分支存在斷續(xù)零序電流鋸齒波。

　　故障發(fā)生后27分鐘時，將6.3kV 1A、6.3kV 1B段工作、備用電源小車開關(guān)及所有負荷開關(guān)拉至“間隔外”，·搖測母線絕緣正常(10MΩ);再由啟/備變給6.3kV 1A、6.3kV 1B段母線充電。故障發(fā)生后37分鐘時，搖測各負荷支路絕緣，并逐路恢復送電。故障發(fā)生后1小時17分鐘時，將#1發(fā)-變組轉(zhuǎn)至檢修狀態(tài)，搖測#1高廠變絕緣、共箱封閉母線絕緣正常;化驗#1高廠變油質(zhì)并與定期油質(zhì)化驗報告單對比，結(jié)果顯示正常;檢查瓦斯繼電器無氣體放出。故障發(fā)生后1小時9分鐘時，搖測“No.1堆取料機(6126)”電源電纜絕緣時發(fā)現(xiàn)B相絕緣為1MΩ，但檢查回路未發(fā)現(xiàn)明顯故障點，于是終止該回路送電操作。故障發(fā)生后4小時37分鐘時，檢查出#1高廠變A、B分支零序TA二次線在接到就地端子箱接線端子時接反，于是更正。

　　故障發(fā)生后6小時2分鐘時，經(jīng)中調(diào)同意，#1爐點火。故障發(fā)生后7小時47分鐘時，#1機組與系統(tǒng)并列，2小時后撤油槍投電除塵，#1機組恢復正常。使用“電纜故障探測儀”檢查出故障點距6.3kV 1B段約390m;就地檢查，發(fā)現(xiàn)此處有一電纜接頭出現(xiàn)故障。

　　2、現(xiàn)場檢查情況及分析

　　2.1一次設備

　　出現(xiàn)故障的電纜接頭為No.1堆取料機(6126)電源電纜中間接頭，發(fā)出刺鼻的焦糊味;將其剖開，發(fā)現(xiàn)外絕緣表面大面積電弧燒灼，且B相對地絕緣已被擊穿了一個硬幣大小的孔洞，引起故障點對屏蔽層放電;外觀上，電纜中間接頭內(nèi)壁有些米粒大小的水珠，接頭兩端的密封膠已開裂。

　　2.2繼電保護

　　(1)No.1堆取料機零序保護定值校驗及開關(guān)傳動。將No.1堆取料機電源開關(guān)推至“試驗”位置合閘，用試驗裝置在零序TA端子排上通入1A(零序保護定值)電流，零序保護正確動作，開關(guān)跳閘，動作時間為0.2s，信號正常發(fā)出。拉開保護裝置電源后又合上，保護動作記錄未發(fā)生丟失現(xiàn)象。修復No.1堆取料機故障電纜中間接頭后將No.1堆取料機電源開關(guān)推至“工作”位置合閘，重復上述試驗，動作相同。

　　(2)No.1堆取料機保護裝置閉鎖檢查。將零序保護閉鎖后，用試驗裝置在零序TA端子排上通入1A電流，零序保護動作，保護信號正確，出口閉鎖正常。該試驗可排除故障發(fā)生時零序保護未投入的可能性。

　　(3)No.1堆取料機模擬實際故障檢查。將零序保護的定值調(diào)整為0.2A;將No.1堆取料機高壓電纜負荷側(cè)的屏蔽層接地打開，與高壓電纜負荷側(cè)的B相短接;將No.1堆取料機高壓電纜電源側(cè)的屏蔽層接地打開;在電源側(cè)的B相和屏蔽層間通入4A電流，零序保護正確動作，動作電流為0.2A。該試驗表明No.1堆取料機高壓電纜的零序TA屏蔽層接線正確，零序TA變比正確。

　　(4)No.1堆取料機零序TA伏安特性試驗結(jié)果見表1。

表1 No.1堆取料機零序TA伏安特性試驗結(jié)果

　　(5)No.1堆取料機零序TA飽和試驗。在零序TA的一次側(cè)通入90A電流(試驗電流從零序TA的中心通入)，零序保護動作，保護信號正確，動作電流為4.52A。該試驗表明在有大接地故障電流時，零序TA未出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，可正確工作。

　　(6)就地檢查保護二次回路發(fā)現(xiàn)，#1高廠變A、B分支零序TA二次線在接到就地端子箱接線端子時接反，這便是本次事故擴大的主要原因。

　　3、原因分析

　　#1發(fā)-變組跳閘，經(jīng)檢查、分析，認為是由“No.1堆取料機(6126)”電源電纜B相絕緣下降導致故障點間歇性對屏蔽層(地)放電引起的。雖然放電電流幅值或每次放電時間不足以引起6.3kV電源開關(guān)零序保護動作(零序保護定值為1A，時限為0.2s)。但是由于6.3kV 1B段母線本身存在絕緣薄弱點，因此當負荷分支(B相)發(fā)生間歇性對地放電時，A、C相對地電壓瞬間升高，導致6.3kV 1B段母線A相或C相的絕緣薄弱點對地放電，工作變B分支零序TA檢測到零序電流。同時又由于#1高廠變A、B分支零序TA二次線在接到就地端子箱接線端子時接反，因此啟動了A分支零序Ⅰ段保護，跳開了6.3kV 1A段工作電源進線開關(guān)52AT1A(保護設置零序保護Ⅰ段閉鎖備用分支自投)，但故障點仍未消失，零序Ⅱ段保護動作，跳#1發(fā)變組、#1汽機，#1鍋爐MFT、6.3kV 1B備用分支啟動，備用電源自投復掉(保護設置零序保護Ⅱ段不閉鎖備用分支自投)。

　　6.3kV 1B段“No.1堆取料機(6126)”電源電纜B相對屏蔽層間歇放電是由于原電纜接頭在制作過程中密封工藝不良，手包絕緣存在薄弱點，運行中受潮，絕緣降低導致的。

　　廠用6.3kV 1B段母線本身存在絕緣受潮或積灰等不明原因造成的絕緣薄弱點，但經(jīng)接地電弧多次高溫作用后消失，所以，使用2500V搖表搖測6.3kV 1B段母線絕緣電阻達10MΩ。

　　4、安全隱患

　　(1)忽視了對動力電纜中間接頭的檢查，致使存在的隱患未被及時發(fā)現(xiàn)，說明日常管理還存在漏洞。

　　(2)未仔細復查、核對保護接線。在檢驗“零序保護”傳動時，只進行了端子箱到保護屏間的信號傳動，而忽視了零序TA與端子箱間的信號傳動，致使基建期已存在的隱患在多次檢修中均未發(fā)現(xiàn)，說明專業(yè)管理存在盲區(qū)。基建期和機組A、B級計劃檢修后，電氣動態(tài)傳動試驗項目未安排廠用分支單項接地試驗，說明對電氣動態(tài)傳動試驗項目考慮不全。

　　(3)通常，零序保護是作為后備保護，而實際上廠用分支零序保護Ⅱ段動作后，會啟動發(fā)變組出口Ⅱ、#1發(fā)變組三側(cè)開關(guān)和勵磁開關(guān)，直接停運主機;但在實際工作中，對零序保護和傳動試驗的重視程度遠不如差動、速斷等主保護。

　　(4)廠用電失去對公用負荷及其它機組運行產(chǎn)生較大影響，說明公用系統(tǒng)運行方式、公用附屬設備的可靠性、事故處理預案、運行人員事故處理意識及能力等方面存在問題。

　　5、防范措施

　　(1)針對6.3kV 1B段母線可能存在絕緣薄弱點的分析結(jié)果，對6.3kV所有負荷零序保護定值進行了修改，動作電流由1A改為0.75A，動作時限仍為0.2s;并制定出6.3kV 1B 段失電后的事故處理預案。

　　(2)完善高壓動力電纜中間接頭清冊核查，重點對所有動力電纜中間接頭進行一次普查;在電纜中間接頭防火盒內(nèi)安裝測溫探頭，定期進行監(jiān)測、記錄和分析，提高電纜故障檢查能力，并開展電纜端頭、中間接頭制作技能培訓。

　　(3)針對#1高廠變A、B分支零序TA二次線接反的問題，繼保專業(yè)要利用機組檢修機會，通過電氣動態(tài)實驗、查線檢查等辦法逐一核對保護二次接線，并通過電氣試驗動態(tài)驗證其正確性。

　　(4)制定4臺機組中的任何一臺廠用電源失去后的公用系統(tǒng)事故處理預案，確保某臺機組廠用電失去后，公用系統(tǒng)仍能正常運行。

　　附件1：#1機組廠用電一次接線及故障前零序保護動作示意圖