内蒙古丰镇电厂5、6号机组跳闸及500kV升压站母线失电事件报告

电力18讯：

一、设备概况

 

5、6号发电机额定容量235MVA，发变组单元式接线，接入500kV升压站。500kV升压站采用3/2接线，一条送出线（附图1）。5013断路器采用沈阳高压开关厂生产的LW12-500型六氟化硫罐式双断口断路器，生产日期：1997年11月，目前在役的该型开关共一组；5031、5032、5041断路器采用西安高压开关厂生产的LW13-500型六氟化硫罐式双断口断路器，生产日期：1994年6月，共三组；5011、5012、5042、5043采用ABB公司生产的六氟化硫罐式断路器，生产日期：1993年10月，共四组。

 

二、事前工况

 

500kV系统Ⅰ母线、Ⅱ母线、丰丰线运行，第一串5011、5012、5013开关合位，第三串5031、5032开关合位，第四串5041、5042、5043开关合位。5号机负荷170MW（厂用自带），6号机负荷115MW（厂用自带），3号高备变20B丙给5、6号机厂用热备用。#61给水泵检修。

 

三、#6机跳闸事件分析

 

（一）事件经过

11月9日16:53至16:54，#62给水泵润滑冷油器入口油温快速由52℃上升到70℃，“给水泵温度高”保护动作，#62给水泵跳闸，紧急降负荷到20MW。

16:56，汽包水位低Ⅱ值保护动作，灭火保护启动锅炉灭火。

17:06，汽轮机打闸，6号发电机出口开关5041、5042开关跳闸、FMK跳闸、厂用工作分支666A、666B开关跳闸，厂用备用分支606A、606B开关联动合闸。同时发“主汽门关闭”、“发电机程序逆功率”、“5041开关非全相”、“5041控制回路断线”光字。

17:20电厂判断5041开关发生了非全相，启动事故处理程序，申请调度同意，手动远方依次拉开5031、5011开关，将500kVⅠ母线隔离，17:26操作结束。

22:20就地检查6号机5041开关A相跳闸线圈烧损，开关连接传动杆螺栓松动，5041开关A相就地分合闸位置指示仍在“合闸”位置。

（二）原因分析

1、#62给水泵跳闸原因：#62给水泵正常运行时耦合器工作油温在110℃以下，易熔塞熔点在128℃至130℃之间。查看DCS历史趋势，#62给水泵耦合器当时的工作油温最高在110℃。易熔塞在正常运行中熔化，高温工作油进入润滑油系统，导致润滑油温度升高至72℃，致使#62给水泵跳闸。

#62给水泵耦合器易熔塞正常运行温度下熔化，暴露出易熔塞产品质量达不到运行要求。易熔塞应选取满足电厂实际运行条件的易熔塞，备件不应备用时间过长，应根据电动给水泵运行时间长短，定期更换耦合器的易熔塞；合理设置耦合器油温报警值，偏高于正常监测值时应及时报警做出提示。

2、“5041开关非全相”信号原因：5041开关A相连接传动杆螺栓松动，造成5041开关A相就地位置指示仍在“合闸”位置、辅助接点位置未切换，二次位置接点三相不一致发“5041开关非全相”信号，开关跳闸线圈长时间带电过热烧损。从故障录波图看，6号发电机跳闸后发变组各项参数（定子电流、主变高压侧电流）均已回零，实际6号机组5041开关A相一次触头已断开，不存在非全相问题。

5041开关传动机构检修维护不到位，造成辅助接点不能真实反映一次设备的实际位置，发“5041开关非全相”信号，造成运行人员误判。

 

四、500kVⅡ母母差保护动作及5号机组跳闸事件

 

（一）事件经过

17:26:49，500kVⅠ母线隔离操作完毕，操作人员撤离。

17:32:46:347，同时发“500kVⅡ母线BP-2CS母差保护动作”、“500kVⅡ母线SGB750母差保护动作”、“丰丰线RCS931电流差动保护动作”、“丰丰线CSC103电流差动保护动作”光字，5013、5012、5032、5043开关跳闸。

17:32:47:043，丰丰线5012开关重合成功。

17.33.50，汽轮机转速最高升至3251rpm，汽轮机机械超速保护动作，主汽门关闭。

17:34:14（发变组保护装置时间17:32:55.547），5号机组过励磁反时限保护动作。

17:34:23，FMK跳闸。

17:34:26，厂用电切换完毕。

18:50，网调令：500kV丰丰线5013开关由热备用转冷备用，18:51拉开5013-1刀闸，19:30拉开5013-2刀闸。

20:28，中调令：6号机5041开关由热备用转冷备用，20:30拉开5041-1刀闸，20:38拉开5041-2刀闸，21:06拉开5041-6刀闸。

21:06，检查发现5013开关A相罐体外壳底部正下方有明显放电烧伤痕迹。11日20:00，打开开关人孔检查，确认灭弧室对罐体内部放电。

（二）原因分析

1、从故障录波及现场情况看，丰丰线5013开关A相对地放电，故障点位于5013开关A相靠近Ⅱ母侧断口，在母差和线路保护重叠的保护范围内，双套母差、线路差动保护均同时动作。5012、5013开关重合闸方式为单重、一次重合方式，重合闸时间分别为0.6s、0.9s。母差保护动作闭锁重合闸，5013开关未重合。线路保护差动A相动作跳开5012开关A相后约700ms重合成功。

2、5013开关A相对地放电的原因：现场检查发现，5013开关A相靠近Ⅱ母侧断口灭弧室灭弧喷嘴掉落至罐体底部，梅花触头弹簧断开、脱落。查看线路故障录波器故障前稳态录波波形，丰丰线电压、电流波形平稳，无过压放电痕迹。5013开关为沈阳高压开关厂生产的LW12-500型断路器，运行年限已有21年，判断5013开关A相梅花触头弹簧、灭弧喷嘴等部件存在老化、松动的缺陷，引起开关触头部位接触不良，拉开5031、5011开关后潮流发生改变，送出功率流过5013开关，持续通过电流6分钟后发展为接地故障。

3、5号机组跳闸过程分析：500kVⅡ母线差动保护动作后5032跳闸，5号机组转速快速上升，汽轮机机械超速保护动作，主汽门关闭，发电机惰走，发电机转速逐渐降低。随后，发电机过激磁反时限保护动作，FMK跳闸，厂用电启动切换。

 

五、5031开关故障事件

 

（一）事件经过

21:32，根据网调令，合5011开关，500kVⅠ母线充电正常。

21:52，中调许可5号炉点火，机组开始启动。

10日4:10，汽轮机定速，申请中调同意5号机组用5031开关并网。

4:15，5号发电机零起升压，当定子电压升到13.84kV（额定值15.75kV），有功功率瞬间突然显示为53MW，随后发电机灭磁开关跳闸，定子电压降为零，汽轮机转速下降到2975转/分后又升到3000转/分。发“主变差动、引线差动”、“500kVⅠ母线BP-2CS母差保护动作”、“500kVⅠ母线SGB750母差保护动作”光字，500kV第一串5011开关跳闸。

5:01，5号汽轮机打闸停机。

6:21，申请中调同意拉开#5机5031-6刀闸。

7:06，中调令5号机组5031开关由热备用转冷备用，拉开5031-1、5031-2刀闸。

11日7:00，西安开关厂家技术人员就地检查5031开关B相SF₆气体组份，初步判断5031开关内部故障。

（二）原因分析

1、5031开关故障原因：根据厂家反馈的信息，LW13-500型断路器属于早期设计产品，存在均压环和罐体之间间隙距离设计裕度过小的缺陷。现场解体发现罐体内存在金属微粒，且电容器存在老化性能下降（有裂纹）的问题，导致两断口均压环和并联电容对罐体放电。

2、发电机功率突变、转速波动的原因：当时机组处于零起升压阶段，发电机机端电压还未达到额定电压，5031、5032开关均在分位，从录波图看，5号主变高压侧B相先出现短路电流，过了约10ms后线路侧也出现了短路电流，说明5031开关B相主变侧断口、Ⅰ母侧断口先后对罐体放电，形成B相电流通路，故障持续50ms，从而产生发电机功率突变、汽轮机转速下降到2975转/分后又升到3000转/分的现象。

3、主变差动、引线差动及Ⅰ母差保护动作原因：5031开关B相接地点位于5号主变差动、引线差动以及500kVⅠ母差保护范围内，故主变差动、引线差动及Ⅰ母差保护动作（引线差动保护使用5031、5032开关及主变高压侧套管三侧电流，主变运行中不退出）。由于DCS并网前“电跳机”功能未投，差动保护动作后主汽门不关闭，46s后5号汽轮机手动打闸停机。主变差动、引线差动、500kVⅠ母线双套母差保护动作正确，并网前“电跳机”信号不投的逻辑设计不合理。 

附图1：主接线图