典型事故案例分析01.doc
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1、目 录一、供电部分11 某110kV变电站隔离手车梅花触头烧损分析12 复合绝缘子质量问题引起的线路污闪故障分析33 750kV黄河变7521A相断路器盆式绝缘子故障分析44 某变电站“3.21”火灾事故分析55 500kV甲变电站5653C相断路器爆炸事故原因分析86 35kV官新线事故跳闸分析127 某220kV变电站110kV母母差保护动作跳闸原因分析178 2010年湖北电网高压试验中发现的设备问题分析189 湖北电网2010年变压器类设备故障情况分析2010 某220 kV变电站1号主变故障调查报告2211 某220kV变电站2号主变故障分析25二、电厂部分2812 某电厂4号机组A
2、小机调节系统故障调查2813 某电厂协调控制系统锅炉指令不跟踪原因分析2914 某电厂1号机凝汽器结垢原因分析3315 某电厂捞渣机圆柱滚子轴承圈断裂的原因分析3516 某电厂2号烟气脱硫系统脱硫率低的原因分析4017 某电力有限公司2号锅炉A磨爆燃调查分析4518 某水电厂4号机断路器短路事故分析5019 某电厂1号机组振动异常分析5220 一次发电机转子接地保护动作的事故分析5921 某发电公司2号锅炉末级再热器管焊接接头失效分析6122 某发电机组汽轮机调门晃动原因分析与处理6523 某燃气机组电加热器爆破原因分析6724 某厂3号机组全燃料丧失MFT动作分析72 一、供电部分某110k
3、V变电站隔离手车梅花触头烧损分析1. 简述 2011年3月2日,某电业局110kV变电站对1号主变停电检修时,2号主变保护动作跳闸,检查发现3203隔离小车A相梅花触头严重烧毁。同时在3103隔离小车操作过程中,发现A相梅花触头有1根固定弹簧断裂。该类隔离手车为福建先行电力有限公司生产,型号为VS1,配浙江洞头GC系列3150A梅花触头,2005年5月出厂。2. 调查内容(1)宏观检查3203隔离小车A相的梅花触头严重烧毁,多处有烧黑和熔化变形的痕迹,形成一个较大缺口(图1)。梅花触头外围起固定作用的环状弹簧全部烧断,铜镀银材质触指片上的镀银层已基本烧熔,露出铜基体。图1 3203隔离小车A相
4、烧毁触头 3103隔离小车A相触头的一根不锈钢弹簧断裂,弹簧表面仍为正常的不锈钢色泽,但断口发黑,极不平整,呈撕裂状,显示脆性断裂特征。观察正常梅花触头,该类型触头为32对铜镀银触指片安装在2个环状框架上,外围用4根环状不锈钢弹簧固定。弹簧钢丝直径为1.30mm,弹簧公称外径为6.5mm。断裂弹簧钢丝的直径符合设计要求。(2)化学成分分析经检测,该类弹簧材质为12Cr8Mn9Ni5N,化学成分符合GBT 24588-2009不锈弹簧钢丝中的要求。(3)扫描电镜分析对弹簧丝断口进行扫描电子显微镜观察,发现断口有许多夹杂物,如图2。能谱分析表明,基体材质符合要求,但夹杂中含有Al、Ca 和C等杂质
5、元素。夹杂 图2 弹簧断口形貌与夹杂能谱分析(4)触指镀银层性能测试对完好触头上的触指镀银层厚度进行检测,结果如表1。表 1 触指镀银层厚度检测结果序号123平均值镀银层厚度(m)1.7442.571.4561.92国家电网公司交流高压隔离开关和接地开关技术标准中,对隔离开关触头镀银层厚度的要求为20m,上述测试的镀银层厚度不符合要求。3. 结论弹簧不锈钢材料中存在夹杂物是该弹簧断裂的主要原因。弹簧断裂后,引起触指松动,接触电阻增大而发热,并产生电弧放电,使梅花触头烧损。触头镀银层厚度均不符合要求。4. 建议(1)鉴于该批隔离手车梅花触头弹簧存在多次缺陷失效及触头镀银层普遍不合格问题,建议更换
6、该批次同类设备。(2)对新的弹簧和触头应进行抽样试验,确保产品质量符合要求。(湖南院供稿)TU返回UT复合绝缘子质量问题引起的线路污闪故障分析2010年12月27日07:17,110kV城箕线524断路器接地距离段、零序段保护动作跳闸,重合成功。保护测距49.25km,B相故障;故障录波测距47.7 km,B相故障。因故障录波测距超出了城箕线的范围,而110kV城箕线与110kV箕马线通过箕山变110kV旁母连接运行,故对110kV箕马线进行故障巡视,发现并确认故障点为110kV箕马线P6直路杆中相。1. 调查内容110kV箕马线P6所装复合绝缘子,型号:FXBW4-110/100;结构高度:
7、1340mm;最小公称爬电距离:3150mm。生产厂家:山东淄博泰光电力器材厂;出产日期:2008年11月;投运日期:2009年3月。根据2010年底对110kV箕山变污秽测量数据,110kV箕马线P6号处于D级区域污秽。1月4日18日,试研院对110kV箕马线P6直线杆更换下来的4支复合绝缘子进行外观检查、憎水性试验和湿工频耐受电压等试验,见表1。表1 复合绝缘子憎水性试验和湿工频耐受电压试验结果编号安装位置出厂编号外观检查憎水性试验湿工频耐受电压试验1中相后串82384伞裙存在硬化且有永久性形变;中相两支绝缘子伞裙表面及两端金具有明显电弧灼伤痕迹。 HC5HC6230kV,1min,通过2
8、中相前串47034HC5HC6230kV,1min,通过3左相后串41081HC4HC5230kV,1min,通过4左相前串82471HC5HC6230kV,1min,通过2. 原因分析12月27日凌晨至08:30,110kV箕马线P6附近均为大雾潮湿天气条件,侵润了绝缘子表面的污秽物,形成连续的导电层,复合绝缘子伞裙存在硬化且有永久性形变,表面呈亲水性,使得绝缘子耐污性能变差,沿面绝缘强度急剧下降。双串绝缘子工频耐受电压较单串低10%至15%,从放电痕迹看,中相合成绝缘子串最上方伞裙、金具及下方均压环对应点有明显放电痕迹。统一爬电距离:考虑高压端均压环和双串绝缘子的影响,考虑其憎水性已经丧失
9、该绝缘子有效爬电距离约为39mm/kV,较湖南省电力公司防污闪工作管理规定要求略低。此外,110kV及以上线路复合绝缘子设计使用寿命一般在20年以上,但该绝缘子运行时间不到21个月就已出现憎水性完全丧失,伞裙硬化等永久形变的现象。初步分析认为,该厂家该批次复合绝缘子存在伞裙配方质量问题。对湿工频耐受电压试验能够通过的说明:在试验前的侵泡导致绝缘子表面的盐密值降低,缺乏湿度很高的污秽浓雾等因素,导致在实验室无法完全重现现场的运行条件。3. 结论此次线路跳闸为复合绝缘子产品质量问题导致的线路污闪故障。4. 采取措施及建议(1)将110kV箕马线所使用同批次产品全部更换;(2)加强对山东淄博泰光电
10、力器材厂生产的其它批次复合绝缘子的抽检试验;(3)加强110kV箕马线及其周边区域的污秽监测和运行巡视。(湖南院供稿)TU返回UT750kV黄河变7521A相断路器盆式绝缘子故障分析1. 事故经过2010年12月13日07时31分,白黄线在运行过程中,其线路保护RCS-931BM的A相工频变化量阻抗保护、电流差动保护、距离段保护相继动作;断路器保护CSC-121A断路器保护失灵瞬动。750kV母A相母差保护动作,切除了7551、7561、7531、7521四个开关。白银变侧白黄线A相差动保护动作,重合闸成功,然后7521断路器A相差动保护动作三跳。2. 试验检查对7521A相断路器气室和套管气
11、室SF6气体成份分析发现:断路器气室压力正常,气体成分分析结果显示SO2+SOF2:11.69ppm(正常值1ppm)、HF:16.72ppm(正常值1ppm)等分解物含量异常;两个套管气室压力正常,气体成分分析正常。初步判断故障部位为断路器气室内。现场观察断路器处于正常分闸位置,用5000V 摇表分别测量两个套管接线端对地绝缘:线路侧出线套管对地绝缘为0;母线侧出线套管对地绝缘为 100000M。3. 事故分析初步判断在线路侧出线套管至该侧断口静触头间发生对地绝缘击穿,以套管下端盆式绝缘子凹面(下表面)出现故障的可能性较高。(1)现场检查及处理对断路器故障点进行排查,打开7521A相断路器下
12、盖板,采用内窥镜对线路侧的绝缘件进行观察。经检查,发现线路侧绝缘子凹面处有明显击穿痕迹(见图1),确定故障点在盆式绝缘子凹面处。对盆式绝缘子具体产生故障的原因,应尽快返厂进行解体分析故障。图1 线路侧绝缘子凹面处击穿痕迹(2)解体检查2010年12月22日,相关人员在河南平高电气股份有限公司对故障相断路器进行解体检查,盆式绝缘子X光探伤未发现缺陷,绝缘、局放试验合格。故障原因为断路器在现场安装过程中,盆式绝缘子电连接根部或与金属法兰连接处残留异物,随着产品带电运行时间的延长,此处局部放电量逐步上升,最终导致盆式绝缘子贯穿性对地闪络故障发生。4. 预防措施针对此次断路器绝缘事故,建议平高加强对厂
13、内装配和现场安装点检时对断路器内部异物的控制;对新投运产品在交接耐压试验中进行局放检测,产品投运初期加强局放监测;建议后续生产的750kV罐式断路器(GIS)产品,加装内置超高频探头以便现场对产品进行局放监测。(宁夏院供稿)TU返回UT某变电站“3.21”火灾事故分析2011年3月21日20:48分左右,110kV某变电站运行人员听到10kV配电室传来剧烈的爆炸声,随后进入10kV配电室查看,发现10kV 段母线燃起了火苗,跑回主控室,想通过后台操作断开1号主变高压侧101断路器,执行时,后台计算机死机,不能操作。本站继电保护一直没有动作,故障延续至21:02分左右,与之相连接的水电站、开关站
14、相应线路保护动作,切除了该变电站的所有电源,10kV 段母线长时间燃烧,站内主设备严重损坏。1. 事故后检查及试验(1)事故前运行状态检查对事故前运行接线和状态进行检查,未发现异常。(2)事故后站内设备检查事后进入10kV配电室、主控室、110kV GIS室及1号主变本体进行了检查,1号主变高压侧右侧散热片变形,并被击穿9个小孔洞,变压器油从小孔洞喷油,变压器油已经变色,油箱壁也发现有灼热的迹象,油位计显示油位为0,10kV配电室段母线烧毁严重,110 kV GIS室出现了灼黑的痕迹,主控室内也有熏黑的痕迹,见图1,图2。图1 10kV配电室I段母线柜体烧毁情况图12 1号主变10kV进线母线
15、桥烧毁情况(3)事后一次设备检查试验情况通过检查,发现1号主变10kV 段母线桥发生三相短路,拉弧熔断母线排,导致10kV 段进线柜(西安西开中低压开关有限责任公司制造)着火,设备全部烧毁,段开关柜(浙江开关厂制造)因高温导致控制电缆及电度表等元件损毁,同时因为二次控制电缆沟为全封闭电缆构架槽,火焰沿着控制电缆槽,引入二楼110kV GIS设备的2号主变间隔和线路间隔控制操作柜内,造成控制操作柜内的设备元件烧毁。10kV 段开关柜烧得面目全非,需要全部更换,段开关柜由于明火表面损坏严重,需进一步检查才能确定是否需要全部更换,110kV GIS也需要厂家对部分密封圈进行检查,确定是否更换,对已烧
16、毁的控制操作柜的二次线需全部更换。事故后,通过对 1号主变的绝缘检查、直流电阻测试、变压器油色谱分析等测试,可以发现变压器A、B两相线圈已经烧断,C相高压线圈已经烧毁,低压线圈也有问题,中压线圈需待吊罩后检查,才能得出较准确结论。再从事故后变压器油检查来看,击穿电压:45.9kV,总烃、氢气、乙炔气体含量已严重超过注意值,变压器内部存在严重电弧放电现象。35kV开关柜内开关位置与事故前完全一致,开关室内外无任何损伤的迹象。从避雷器动作情况来看,110kV避雷器放电记数器指示值事故前后动作次数一致,10kV过电压保护器因没有放电记数器,已无法查证是否有雷击的现象。(4)事后二次设备检查试验情况从
17、对变电站直流系统供电回路绝缘检查开始,对后台监控及保护装置事件记录情况、各套保护逻辑功能、TA极性等逐一详细进行了检查测试,通过试验验证了几套保护的功能均正常,但核查发现1号主变高压侧差动、高后备保护用TA二次绕组极性指向110kV母线,经与保护厂家技术人员确认,原保护装置内没有进行过内部极性调整,因此推断主变三侧差动保护用TA二次绕组的极性均指向各侧母线,由于事故断路器烧毁严重,我们选择2号主变低压侧002断路器TA的极性进行了比对检查,检查后确认,2号主变低压侧后备保护使用TA二次绕组极性指向10kV母线。2. 事故过程分析由于10kV 段母线烧毁严重,无法准确判断故障发生时最初的位置及相
18、别。通过调阅3月21日后台监控的事件记录,当日及之前的几天里,该变电站10kV系统出现了多次单相接地,从上午9:43分至下午18:38分共发生了6次10kV母线单相接地。由于10kV为非直接接地系统,单相接地后,非接地相电压上升为线电压,多次单相接地后,对10kV 段母线的对地绝缘造成了持续的损伤。1号主变高、低压侧过负荷保护动作前9秒左右,10kV 段石厂线出现了整组启动的报文。因此推测事故发生时,10kV 段石厂线可能还存在单相接地,据值班人员介绍,当时变电站附近雷雨交加,很可能由于雷击10kV线路造成另一相接地,从而引起两相接地短路,同时,由于1号主变各套电量及非电量保护均没有动作出口跳
19、闸,因而导致10kV 段母线柜内长时间通过短路电流,造成柜内可燃物燃烧引起大火;同时由于1号主变长时间通过短路电流,造成变压器出口短路,最后导致损坏。3. 事故暴露的问题(1)该变电站直流系统使用三相交流空开,并采用屏顶小母线的供电方式,不能满足省网各项反措要求,导致事故发生时控制母线失电,所有断路器不能进行手动操作及保护动作跳闸。(2)去年进行定检预试时,对蓄电池进行了放电试验,发现蓄电池已失效,但并未及时进行更换,导致事故发生时直流系统不能正常工作。(3)保护装置没有使用主流厂家的产品,导致装置掉电后动作报告不能保存。4. 修复建议(1)10kV 段开关柜烧得面目全非,需全部更换;段开关柜
20、由于明火,表面损坏严重,需进一步检查才能确定更换范围;110kVGIS也需要厂家对部分密封圈进行检查,确定是否更换;对已烧毁的控制操作柜的二次线需全部更换。(2)1号主变压器需整体大修后才能使用。(3)1号主变保护装置液晶屏需更换;10kV二次电缆、110kV 2号主变控制柜烧毁严重,需全面清理、检查、更换;直流系统需替换原大量使用的交流空开,失效的蓄电池也需要更换。(云南院供稿)TU返回UT500kV甲变电站5653C相断路器爆炸事故原因分析1. 事故简况2011年3月9日,500kV甲乙回线进行停电转检修操作,9时30分05秒,甲变电站5653、5652断路器处热备用状态,运行人员现场检查
21、位置正确;9时55分对侧乙变电站操作5353、5352断路器分闸,随后甲变电站运行人员看到5653断路器(北京ABB高压开关设备有限公司、2008年2月制造,型号为HPL550TB2)母侧合闸电阻处有烟雾,接着出现弧光并爆炸。2. 事故后检查(1)现场检查现场检查发现:5653断路器母线侧合闸电阻爆炸,线路端电阻掉落在地,静触头保护罩有明显电弧烧灼痕迹,线路侧灭弧室瓷瓶外表面有闪络痕迹,瓷套碎片导致A、B相瓷瓶部分受损。保护动作情况:甲乙回线线路电抗器中性点小抗过流段保护动作,持续时间10s。故障录波情况:乙变甲乙回线分闸操作完成后约118 ms,5653断路器TA显示出现第一次电流脉冲,此后
22、020s期间出现了多次类似的电流脉冲,间或有持续短时振荡电流。整个录波过程中,5653断路器断口承受最高电压约为780kV,首次出现故障电流时,断口电压约为600kV(峰值),均压电容为1600pF,按此分析,每个断口的承压为212kV(有效值)。故障后相关设备检查:线路高抗油色谱试验和小抗的介损和直阻测试,结果正常;甲乙回线甲侧线路电抗器C相避雷器动作4次,外观检查未发现异常。(2)损坏断路器返厂试验和解体检查1)试验情况:对断路器本体进行试验,两侧主断口和线路侧合闸电阻工频耐压(干试)均满足要求;合闸电阻值符合技术规范要求,且在电阻片压紧结构松动情况下,测试其阻值无明显变化;并联电容的电
23、容值和介损值测试也满足技术要求。2)断路器故障侧解体发现:故障侧合闸电阻动触头及金属环罩有电弧灼烧痕迹,从动端合闸电阻基座数起第一层、第十层和最外一层电阻阀片已破损;动端第四层和第五层电阻片结合部有银白色金属颗粒(为电阻片表面镀银层过热熔解析出);在电阻片拆除中发现,电阻片及片间接触铜片有明显的长时通流过热迹象;故障侧合闸电阻动端下部有明显的电弧灼烧痕迹;故障侧合闸电阻连接动触头确已在分闸位置,合闸电阻机构箱动作正常;连接动触头的绝缘拉杆从电阻基座处至动触头连接处已碳化,导致在检查中操作杆无法操作。3)未发生故障侧解体过程中发现:线路侧静端基座第一片电阻片明显开裂移位但未脱落,第二片开裂,静触
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