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　　[摘要]針對(duì)一起6kV高壓電纜中間接頭接地故障導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)事故，分析事故原因，并從設(shè)備停運(yùn)后的檢查、加強(qiáng)維護(hù)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(hù)接地短路的繼電保護(hù)裝置統(tǒng)稱為零序保護(hù)。電氣設(shè)備中母線、電纜、電機(jī)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(jī)6kV高壓電纜中間接頭接地，導(dǎo)致#1高廠變分支零序Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作，#1機(jī)組廠用6.3kV AB段、380V AB段、380V 1A段失電，#1機(jī)組停運(yùn)事故，提出設(shè)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(jī)組運(yùn)行，#1、#2機(jī)組有功負(fù)荷為350MW，#4機(jī)組有功負(fù)荷為280MW，#3機(jī)組檢修，#1機(jī)組廠用電由#1高廠變自帶，啟/備變熱備用，輔機(jī)運(yùn)行正常。#1機(jī)組廠用電一次接線如圖1所示。

　　某日20時(shí)13分，#1電氣輔助控制屏發(fā)“高廠變A分支零序過流”信號(hào)，6.3kV 1A段工作電源開關(guān)(52AT1A)跳閘， #1發(fā)電機(jī)控制盤發(fā)“電氣故障跳閘”信號(hào)，發(fā)電機(jī)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(hào)，6.3kV 1A、6.3kV 1B段失電，#1機(jī)組跳閘，鍋爐MFT、#1柴油發(fā)電機(jī)自啟動(dòng)，接帶400V EPC1A、400V EPC1B事故保安段運(yùn)行。主機(jī)盤車油泵、小機(jī)事故油泵、空側(cè)密封油泵、主機(jī)油箱排煙風(fēng)機(jī)、空預(yù)器電動(dòng)馬達(dá)、直流冷卻風(fēng)機(jī)啟動(dòng)正常，機(jī)組處于安全停機(jī)過程。

圖1 #1機(jī)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(bào)警信號(hào)，且電氣輔助控制屏未發(fā)廠用負(fù)荷故障綜合報(bào)警信號(hào)(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(shí)，將6.3kV 1A、6.3kV 1B段工作、備用電源小車開關(guān)及所有負(fù)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(shí)，搖測各負(fù)荷支路絕緣，并逐路恢復(fù)送電。故障發(fā)生后1小時(shí)17分鐘時(shí)，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(yàn)#1高廠變油質(zhì)并與定期油質(zhì)化驗(yàn)報(bào)告單對(duì)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(shí)9分鐘時(shí)，搖測“No.1堆取料機(jī)(6126)”電源電纜絕緣時(shí)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(diǎn)，于是終止該回路送電操作。故障發(fā)生后4小時(shí)37分鐘時(shí)，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(shí)接反，于是更正。

　　故障發(fā)生后6小時(shí)2分鐘時(shí)，經(jīng)中調(diào)同意，#1爐點(diǎn)火。故障發(fā)生后7小時(shí)47分鐘時(shí)，#1機(jī)組與系統(tǒng)并列，2小時(shí)后撤油槍投電除塵，#1機(jī)組恢復(fù)正常。使用“電纜故障探測儀”檢查出故障點(diǎn)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(shè)備

　　出現(xiàn)故障的電纜接頭為No.1堆取料機(jī)(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(duì)地絕緣已被擊穿了一個(gè)硬幣大小的孔洞，引起故障點(diǎn)對(duì)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(hù)

　　(1)No.1堆取料機(jī)零序保護(hù)定值校驗(yàn)及開關(guān)傳動(dòng)。將No.1堆取料機(jī)電源開關(guān)推至“試驗(yàn)”位置合閘，用試驗(yàn)裝置在零序TA端子排上通入1A(零序保護(hù)定值)電流，零序保護(hù)正確動(dòng)作，開關(guān)跳閘，動(dòng)作時(shí)間為0.2s，信號(hào)正常發(fā)出。拉開保護(hù)裝置電源后又合上，保護(hù)動(dòng)作記錄未發(fā)生丟失現(xiàn)象。修復(fù)No.1堆取料機(jī)故障電纜中間接頭后將No.1堆取料機(jī)電源開關(guān)推至“工作”位置合閘，重復(fù)上述試驗(yàn)，動(dòng)作相同。

　　(2)No.1堆取料機(jī)保護(hù)裝置閉鎖檢查。將零序保護(hù)閉鎖后，用試驗(yàn)裝置在零序TA端子排上通入1A電流，零序保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)信號(hào)正確，出口閉鎖正常。該試驗(yàn)可排除故障發(fā)生時(shí)零序保護(hù)未投入的可能性。

　　(3)No.1堆取料機(jī)模擬實(shí)際故障檢查。將零序保護(hù)的定值調(diào)整為0.2A;將No.1堆取料機(jī)高壓電纜負(fù)荷側(cè)的屏蔽層接地打開，與高壓電纜負(fù)荷側(cè)的B相短接;將No.1堆取料機(jī)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(hù)正確動(dòng)作，動(dòng)作電流為0.2A。該試驗(yàn)表明No.1堆取料機(jī)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(jī)零序TA伏安特性試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 No.1堆取料機(jī)零序TA伏安特性試驗(yàn)結(jié)果

　　(5)No.1堆取料機(jī)零序TA飽和試驗(yàn)。在零序TA的一次側(cè)通入90A電流(試驗(yàn)電流從零序TA的中心通入)，零序保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)信號(hào)正確，動(dòng)作電流為4.52A。該試驗(yàn)表明在有大接地故障電流時(shí)，零序TA未出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，可正確工作。

　　(6)就地檢查保護(hù)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(shí)接反，這便是本次事故擴(kuò)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(rèn)為是由“No.1堆取料機(jī)(6126)”電源電纜B相絕緣下降導(dǎo)致故障點(diǎn)間歇性對(duì)屏蔽層(地)放電引起的。雖然放電電流幅值或每次放電時(shí)間不足以引起6.3kV電源開關(guān)零序保護(hù)動(dòng)作(零序保護(hù)定值為1A，時(shí)限為0.2s)。但是由于6.3kV 1B段母線本身存在絕緣薄弱點(diǎn)，因此當(dāng)負(fù)荷分支(B相)發(fā)生間歇性對(duì)地放電時(shí)，A、C相對(duì)地電壓瞬間升高，導(dǎo)致6.3kV 1B段母線A相或C相的絕緣薄弱點(diǎn)對(duì)地放電，工作變B分支零序TA檢測到零序電流。同時(shí)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(shí)接反，因此啟動(dòng)了A分支零序Ⅰ段保護(hù)，跳開了6.3kV 1A段工作電源進(jìn)線開關(guān)52AT1A(保護(hù)設(shè)置零序保護(hù)Ⅰ段閉鎖備用分支自投)，但故障點(diǎn)仍未消失，零序Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作，跳#1發(fā)變組、#1汽機(jī)，#1鍋爐MFT、6.3kV 1B備用分支啟動(dòng)，備用電源自投復(fù)掉(保護(hù)設(shè)置零序保護(hù)Ⅱ段不閉鎖備用分支自投)。

　　6.3kV 1B段“No.1堆取料機(jī)(6126)”電源電纜B相對(duì)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(diǎn)，運(yùn)行中受潮，絕緣降低導(dǎo)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(diǎn)，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(dá)10MΩ。

　　4、安全隱患

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

　　(2)未仔細(xì)復(fù)查、核對(duì)保護(hù)接線。在檢驗(yàn)“零序保護(hù)”傳動(dòng)時(shí)，只進(jìn)行了端子箱到保護(hù)屏間的信號(hào)傳動(dòng)，而忽視了零序TA與端子箱間的信號(hào)傳動(dòng)，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(jī)組A、B級(jí)計(jì)劃檢修后，電氣動(dòng)態(tài)傳動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目未安排廠用分支單項(xiàng)接地試驗(yàn)，說明對(duì)電氣動(dòng)態(tài)傳動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目考慮不全。

　　(3)通常，零序保護(hù)是作為后備保護(hù)，而實(shí)際上廠用分支零序保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作后，會(huì)啟動(dòng)發(fā)變組出口Ⅱ、#1發(fā)變組三側(cè)開關(guān)和勵(lì)磁開關(guān)，直接停運(yùn)主機(jī);但在實(shí)際工作中，對(duì)零序保護(hù)和傳動(dòng)試驗(yàn)的重視程度遠(yuǎn)不如差動(dòng)、速斷等主保護(hù)。

　　(4)廠用電失去對(duì)公用負(fù)荷及其它機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生較大影響，說明公用系統(tǒng)運(yùn)行方式、公用附屬設(shè)備的可靠性、事故處理預(yù)案、運(yùn)行人員事故處理意識(shí)及能力等方面存在問題。

　　5、防范措施

　　(1)針對(duì)6.3kV 1B段母線可能存在絕緣薄弱點(diǎn)的分析結(jié)果，對(duì)6.3kV所有負(fù)荷零序保護(hù)定值進(jìn)行了修改，動(dòng)作電流由1A改為0.75A，動(dòng)作時(shí)限仍為0.2s;并制定出6.3kV 1B 段失電后的事故處理預(yù)案。

　　(2)完善高壓動(dòng)力電纜中間接頭清冊核查，重點(diǎn)對(duì)所有動(dòng)力電纜中間接頭進(jìn)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(jìn)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(xùn)。

　　(3)針對(duì)#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(jī)組檢修機(jī)會(huì)，通過電氣動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)、查線檢查等辦法逐一核對(duì)保護(hù)二次接線，并通過電氣試驗(yàn)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證其正確性。

　　(4)制定4臺(tái)機(jī)組中的任何一臺(tái)廠用電源失去后的公用系統(tǒng)事故處理預(yù)案，確保某臺(tái)機(jī)組廠用電失去后，公用系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。

　　附件1：#1機(jī)組廠用電一次接線及故障前零序保護(hù)動(dòng)作示意圖