大亚湾核电站1号主变压器W相中性点接头烧断事故分析

b）中性点连接头的结构形式可靠性差变压器中性点连接头采用的是导电铜杆（套管出线）、导电铜夹件（又称过渡铜夹件）、导电铝板经钢螺栓（长螺栓），按跷跷板模式一起紧固的连接方式，与IEEE标准和GB5273—1985推荐的常规通用接线端子（目前岭澳核电站采用的接线方式）的“导体与导体”“导体与接线端”分级连接的设计相比，其可靠性较差，原因是跷跷板式的螺栓紧固模式中，任何一个螺栓的失效（如螺帽脱扣，螺杆断裂），均会造成另一侧螺栓功能的丧失，而剩余的一对连接件无法独立承担额定电流下的长期安全运行，因此，任何一个螺栓的失效最终都会导致事故发生。经对现场备用相变压器中性点套管连接头的调查，其连接头与现在使用的这种结构不同，分析认为由于主压器变中性点接地母线为铝板设计，而中性点套管原接线端子与之无法直接连接，在此情况下厂家采用了过渡夹件实现连接的设计，而这种变更的设计造成其可靠性变差。
c）环境影响
　　在运行过程中，受本地区来自海洋中各种盐分和潮湿环境的影响，在铜质或铝质材料表面极易生成导电性能很差的氧化膜，并因铝和铜的化学电位顺序相差很大，这两种金属直接连接时会产生电化学腐蚀。事故后对其它两相连接头的接触面检查中均发现有不同程度的腐蚀且有电蚀现象，紧固螺栓则腐蚀严重。连接头受到腐蚀和电化学腐蚀后，会使接触电阻猛增，运行中温度升高，如果热量不能及时导出，易形成恶性循环。
d）维护不到位
　　查阅主变压器安装规程及安装调试报告，都对中性点连接头螺栓连接的紧固力矩未作任何要求，也未有相应的力矩和接触电阻检测的记录。主变压器系统设计手册和设备维修手册等对其未做运行中的维护要求和任何的维护提示。鉴于国内外无相关的经验反馈，且厂家未提供连接头表面处理、导电涂料的使用及紧固力矩大小等维护信息，所以，维护部门对中性点可能存在的风险估计不足，过高相信了原设计的可靠性。在对主变压器的年度检查中，由于程序不完善和工作经验不足造成维护力度不够，使得隐蔽的缺陷未能发现（力矩的检查并不能准确地反映连接的状态情况）。
4事故对W相变压器的影响
　　事故发生时，故障电流即为流经一次回路的电流，其稳态值小于W相额定电流值（1 516 A），且待续时间小于0．2 s，因而电流冲击对主变压器设备不会构成不良的影响（即设备有足够耐受能力）。在连接件烧断过程中，中性点会遭受到暂态电压的冲击，该电压即为中性点电弧熄弧后的恢复电压。最坏的情况是暂态冲击电压超过变压器中性点设计的耐受值70 k V，但从实际变压器中性点烧断时断口空气距离（约18 cm）初步估算，变压器中性点烧断时断口电压不会超过70 kV。该变压器绝缘检查结果也是正常的，整个检修工作完成后，变压器投入运行至今工况保持正常，所以，可认为本次事故暂态电压对主变压器绝缘不构成不良影响。
5处理措施
　　事故发生后，立即取油样作化学分析，油色谱、微水含量、油耐压值均合格。测量主变压器W相高压绕组绝缘电阻和三相直流电阻均正常。制造厂变压器专家对变压器内部构件、铁芯和绕组等进行全面检查，未发现异常。在大量检查工作完成后，认定主变压器内部工况正常，据此采取了如下几方面的抢修措施：
　　a）对变压器进行排油并拆除故障套管，主变压器内部全面检查正常之后抽真空，回注油至套管内部接头位置。新套管回装就位，软连接焊接并恢
　　b）对油样进行常规分析，检查油耐压、微水含量、油色谱等是否合格。
　　c）主变压器油泵停运，主变压器油静止后排气。2000年3月5日凌晨3时41分，1号主变压器恢复受电，与电网并网成功。
6事故后的改进措施
　　对1号主变压器U相、V相中性点连接件拆下检查，夹件有局部电腐蚀及螺栓锈蚀，对其全部更换并恢复与套管连接，测量接触电阻合格（R＜3μΩ）。针对主变压器喷淋曾动作，对主变压器油泵、风机及所有电气接线箱等进行了检查及处理。对运行中的2号主变压器中性点连接件进行连续红外热成象温度检测，2月29日测量时最高温度为54℃，3月15日最高温度达86．3℃（环境温度18℃）。可见温升增大后，内部热量不能及时排出，造成接触面电阻增大，导致温度的进一步升高，发生恶性循环。鉴于此，2000年3月19日将2号机组停机，对2号机主变压器中性点连接件全部进行了更换。