1999年1月5日14时35分,龚嘴电站发生了3B高压侧避雷器A、B相被击穿事故。事故发生后,我厂立即组织相关人员对设备进行抢修和全面的检查以及试验等项目,仅用50 h 就完成了事故抢修,顺利地将龚嘴电站5号发电机和3B投入系统运行。
1 事故前运行情况
(1)3B带5号发电机(5F)及厂用变压器(23B)挂网运行。
(2)5F有功为100 MW,无功为10 Mvar。
(3)6F退出检修。
(4)5F、7F总有功为200 MW,系统频率为50.02 Hz,系统电压238 kV。
2 事故经过、记录
1999年1月5日14时35分,龚嘴电站地下厂房中控室灯光闪烁,表计摆动,电铃、蜂鸣器响,事故发生。
(1)控制台出以下光字:
5FYH断线或调节器故障;5 F负序过负荷;5 F转子一点接地;5 F水机故障;5 F水机事故;3 B事故;3 B直流故障或15.75 kV单相接地;6 E(龚九一线)保护呼唤或异常;4 E(龚永一线)高频保护装置故障。
(2)返回屏:
DL212、DL213、DL5、DLc3模拟灯由红变绿。
(3)3 B保护屏:
差动保护A、B、C三相动作;差动出口动作信号;负序保护动作信号;中性点间隙电流动作信号 ;15.75 kV接地信号Ⅱ;冷却器启动信号。
(4)5 F保护屏:
转子时间信号;过负荷时间信号;转子判据信号;2BCJ、3BCJ出口动作信号。
(5)5 F水机自动屏:
机组过速(45 XJ)、过速限制器(52 XJ)、回油箱油位异常(47 XJ)动作,机组进水口闸门全关。
(6)现场检查:
DL212、DL213、DL5、DLc3、DL623、DL133三相跳闸,5FFMK、LMK跳闸;5 F励磁屏内有焦臭味 ,输入1DK、输出2DK空气开关接点烧毁,正反向IGBT功放管击穿,微机励磁调节器A、B两套A/D 采样板损坏;5FFMK屏内端子排被弧光击穿烧坏,边屏被击穿一约φ25 mm孔;3B高压侧避雷器A 、B相被击穿 ,计数器炸裂;5F、6F、23B至3B低压侧母线无明显接地。
事故时线路故障录波器启动,事故后系统频率为49.91 Hz。
3 事故原因分析
经过对事故原因的多次分析后一致认为,由线路的故障录波图可知,5F在3B高压侧开关DL212 、DL213跳闸前已经处于失步状态,由负序过负荷保护经延时6.5 s后跳开DL212、DL213(由于机组无故障录波装置,只能从线路故障录波图推知机组失步运行至少在10 s以上),DL212、DL 213跳闸后,5F甩100 MW负荷,机组转速异常升高(在甩负荷前,由录波图可知机组失步处于加速运行状态,机频大于60 Hz),15.75 kV母线过电压,3B高压侧过电压,造成3B高压侧避雷器过电压击穿(由录波图可知,DL212、DL213跳闸在前,避雷器击穿在后),3B差动保护动作,跳开机组出口开关DL5、DLc3、DL623、DL133,同时跳5FFMK、LMK,由于FMK的断弧能力较差,转子产生过电压,弧光对柜体击穿放电,烧坏端子排和柜体。
事故跳闸后,系统立即恢复正常。询问周边电厂和变电站,事故时系统正常稳定运行;事故前运行人员对运行设备无任何操作,事故后对发电机组及相关设备检查、试验无异常。根据以上分析判断,造成机组失步的唯一原因是由励磁调节器软件或硬件故障,使机组突然部分失磁 ,偏离机组稳定工作点所致。由此说明该励磁调节器元件不太可靠,设计不够合理,不能满足机组在可能运行工况下的运行要求。
4 防范措施
(1)对该型励磁调节器进行改进完善,保证在A、B套都因故障退出的情况下,有保持原状态的手动功能,否则A、B套同时故障就会造成事故。
(2)着手将发电机保护中的负序保护与其引入主变保护的时限改为一致t＝6.5 s跳闸;发电机的过电压保护定值由1.5倍改为1.3倍,时限为0.5 s动作跳闸;从长远的方案考虑增加机组失步保护。
(3)灭磁开关灭弧能力较差的问题有待进一步的调研和选型。
(4)增设机组故障录波装置,便于事故的分析。
(5)机组调速系统所采用的机频在增加齿盘测速后,测速不受机组失步的影响,能有效地防止机组过速。
(6)对于龚嘴电站这样的慢速励磁系统,近期重点解决好低励限制问题和做好设备维护。远期应考虑将其改为快速励磁系统,以满足系统运行的要求。
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