焊接作业母线接地,出线跳闸全厂停电

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2017年11月14日

【事故经过】
某发电厂总装机容量达846MW,其中包括6台125MW机组,为上海网内主力大电厂之一。该厂共有7回220kV出线,分别与南桥、厂春、泸定、吴泾、松江等变电站相联,电气位置十分重要。在地理上,该厂供电区内除上海电机厂、上海锅炉厂等重工业外,还包括大量的新兴企业。工农业生产较发达的松江县土要也由该厂供电。正常负荷在350MW左右。因此,该厂的安全发供电直接影响着该地区的工农业生产。
1992年8月24日13:32,该电厂的民工在220kV升压站9m平台上进行焊接施工时,擅自拉动下垂的电焊线,使焊线晃入13号主变220kV副母侧闸刀(13号主变接正母,该闸刀正常打开),引起220kV副母C相接地故障。
由于故障时产生的大量弧光,又引起该闸刀对侧对地放电,致使正母C相接地。即,正、副母相继发生单相接地故障,7回220kV出线全部跳开,使发电厂脱离主系统而孤立运行。由于小系统内部出力与负荷的不平衡,最后导致全厂停电。
该次故障对主系统而言,由于故障类型仅为单相接地故障,并未造成很大的冲击,除邻近的吴泾电厂300MW机组发生一些振荡外,全系统维持稳定运行。但对闵行地区的工农业生产造成了很大的冲击,直接负荷损失大约在300MW以上。
作为一次全厂停电事故,所暴露出来的问题是很多的。按正常方式即便在220kV侧全部跳开后,作为电厂本身应该具有孤立运行保厂用电的能力,而不至于发生全厂停电事故。
1、故障前的电厂主接线与潮流情况,如附图所示。

该厂正常方式下220kV与11OkV系统间有2台主变相联,当时8号机与变压器停运,220kV/1l0kV间仅有9号主变相联,6台125MW机组除8号机停运外,全部投运。但9号机出力偏小,仅76MW。其余小容量机组仅2号机投运,出力为17MW。
2、继保与小系统运行情况
(1)保护动作情况
设副母故障开始时为0.00s,则:
0.00s 220kV副母C相单相接地。
0.13s母差保护动作,副母上所有出线与变压器开关及母联开关跳开,包括闵南2102、吴闵2204、闵泸2216、闵松2288线路断路器,10号、12号变压器断路器,220kV母联断路器。随后,2102南桥侧、2204吴泾侧、2216泸定侧无电压鉴定重合成功。
0.24s 220kV正母C相单相接地。
0.96s母差保护动作(该母差保护为电流相位比较式,第二次动作须延时0.6s),正母线上所有220kV出线断路器与变压器断路器跳开,包括闵南2101、闵松2289线路断路器,9号、11号变压器断路器。闵春2287线因母差跳闸回路一只端子螺丝松动,闵行侧开关未跳,后长春侧零序Ⅲ段动作。
3.46s闵春2287线长春侧经无电压鉴定重合闸成功,使闵行220kV正母带电。
6.46s闵松2289线(该线为终端线)闵行侧经无电压鉴定重合闸成功,使松江站带电。该线重合闸闭锁回路电阻脱焊,故误动。最后,由于13号主变B相22O kV断路器机械卡住未跳,引起变压器中性点击穿时对地放电,手动拉开闵春2287与闵松2289线断路器。
(2)小系统运行情况
0.96s 9号主变220kV断路器跳开后,电厂2号机与9号机即成为一孤立系统,带闵行110kV与35kV母线负荷。总出力84MW,总负荷136MW,出力负荷严重不平衡,频率急剧下降,。
接频率减负荷装置与解列保护装置动作情况如下:
49Hz 0.5s按频率减载装置动作,切35kV线路362、363、368,共计16MW负荷;
47Hz O.5s 35kV母联低周解列保护动作;
47Hz l.0s 2号联变110kV低频率功率方向解列保护动作;
至此,电厂小系统又解列成2号机与9号机两个小系统。
9号机出力67MW.,带110kV母线与35kV正母约103MW负荷。与2号机解列时频率已降至45.5Hz。随后,原先由松江站送电的1170线在松江站后,大约20MW负荷自切至闵行110kV出线1121上,使9号机负荷高达123MW。最后该小系统频率降至43.5Hz时,因9号机循环水泵由于周率过低供水不足引起低压排汽温度偏高,低真空保护动作切除9号机,使闵行110kV母线与35kV正母全部失电。
2号机出力17MW,带35kV副母约17MW,频率开始稳定。后由362、363线路失电后,用户将4MW左右负荷自切至闵行35kV副母系统的361线路上,又使频率持续下降至43.6Hz,引起辅机出力不足,水冷泵断水保护动作切除2号机。至此,该电厂全厂停电。
由于励磁调节系统的作用,小系统110kV,35 kV电压维持在114kV、34kV左右。此外,邻近另一电厂11号机(300MW)出现晃动。
【原因分析】
1、本次故障造成电厂全停的主要原因首先是9号机单机出力过小,其次是负荷自切。9号机为125MW机组,正常出力应在100MW左右。如此出力偏小时,电厂方面应及时向有关调度反映,以调整方式,使小系统有功缺额不至于过大。负荷自切对本次故障来说无疑是雪上加霜。9号机由于出力偏小,无论自切不自切都无法稳定。而2号机则完全是由于负荷自切拖垮的。
2、该电厂110kV、35kV小系统按正常方式安排有按频率减负荷线路共6条。按8月24日1:00抄表共有负荷37MW。其中两条线路因夏季高峰期间难以安排停役,计划在9月中旬将装置安装投运,另4条线路只动作了3条,切除17MW负荷,另一条未跳原因不明,若6条线路全部投跳,切除负荷37MW,则闵行小系统将有可能保住。
3、小系统解列时,当值人员未能采取一果断措施也是导致全厂停电的一个原因。
【防范措施】
1、该电厂母差保护第二次动作时须延时0.6s将是一严重的事故隐患,如本次故障为三相接地故障,则后果不堪设想。因此,该类母差保护须抓紧时间调换。此外,如闵春2287线保护动作不正确也是十分危险的。
2、该电厂110kV、35kV系统单主变与220 kV系统相联时,属不正常方式,应制订事故预想和反事故措施,井进行反事故演习。
3、微机记录仪在电源失去后,所记忆存储的信息全部丢失,给事故分析与计算带来许多不便,须改进。
4、该电厂的通信,在电源失却直流电源切换后,因开关接触不良、压降大造成低电压使通信失去,影响了事故处理,为此要求直流电源切换须定期校验。

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