山西某電廠一號機組5月15日主變故障非計劃停運事件簡要分析
一、事件經(jīng)過
山西某發(fā)電有限責任公司兩臺發(fā)電機為哈爾濱電機廠生產(chǎn),型號為QFSN-600-2YHG，機組額定容量600MW，主變的型式為戶外、雙繞組、強迫油循環(huán)風冷、單相油浸電力變壓器，型號為DFP-240000/500，生產(chǎn)廠家為保定天威保變電氣股份有限公司，于2007年7月投產(chǎn)。一號機組最近于2021年5月7日15時57分按調(diào)度令啟動并網(wǎng)。
2021年5月15日15時，運城地區(qū)小雨天氣，一號機機組投AGC，負荷穩(wěn)定300MW，主變?nèi)嚯娏鳎ˋ相325A、B相325.435A、C相325A），主變冷卻器三相均為第二組運行（第一組投“備用”），機組運行正常。
15時10分36秒709毫秒, “一號發(fā)變組非電量保護”光字牌報警，一號發(fā)變組保護C柜“本體輕瓦斯A相”報警。主變?nèi)嚯娏?、溫度均正常（主變?nèi)嚯娏鳛锳相325A、B相325.435A、C相325A;各相繞組溫度與油溫：A相繞組溫度為46.6℃、油面溫度分別為37.6℃和41.8℃，B相繞組溫度為52.3℃、油面溫度分別為46.4℃和44.4℃，C相繞組溫度為61.3℃、油面溫度分別為48.1℃和47.9℃）。值長立即匯報生產(chǎn)值班領(lǐng)導、通知相關(guān)專業(yè)人員進行檢查。
15時19分53秒93.7毫秒，主變差動速斷保護動作；15時19分53秒100.7毫秒，主變差動保護動作；15時19分53秒126.7毫秒，主變A相重瓦斯跳閘，鍋爐MFT，機組跳閘。
就地檢查發(fā)現(xiàn)一號主變A相壓力釋放閥動作噴油，噴至冷卻器控制柜端子箱起火，立即滅火。滅火后發(fā)現(xiàn)變壓器箱體輕微變形。
值長匯報山西省調(diào)“電廠一號機組因主變故障而跳閘，具體原因待查，事故原因查清后再詳細匯報”；匯報山西公司值班人員，匯報山西公司生產(chǎn)運營部。
15時28分 值長匯報集團公司生產(chǎn)調(diào)度中心。
16時04分 一號汽輪機轉(zhuǎn)速到零，投入盤車，盤車電流35A，撓度6絲，汽輪機正常停運。
二、故障錄波圖檢查情況
調(diào)取一號發(fā)變組故障錄波器錄波圖，發(fā)現(xiàn)15:19:53 547ms 一號主變高壓側(cè)A相電流和主變高壓側(cè)中性點電流升高，經(jīng)過約30ms主變高壓側(cè)A相電流達到最高值5.262A（二次值），主變高壓側(cè)中性點電流最高值5.067A，主變高壓側(cè)A相電壓降低至19.261V（額定57.74V）。如圖1、圖2所示。
圖1 一號主變A相故障錄波圖1
圖2 一號主變A相故障錄波圖2
三、初步原因分析
根據(jù)發(fā)變組保護動作和故障錄波圖情況，初步判斷主變跳閘原因為主變A相內(nèi)部故障引起，具體原因還需進行變壓器內(nèi)部檢查。
四、初步處置情況
1、一號機組已停運，16日01時30分發(fā)變組轉(zhuǎn)檢修。
2、變壓器故障后，取一號主變油樣并進行色譜分析化驗，化驗結(jié)果總烴、乙炔、氫氣超標。
3、變壓器廠家保定天威保變電氣股份有限公司根據(jù)變壓器型號參數(shù)匹配，山西武鄉(xiāng)電廠有一臺變壓器符合要求，計劃借用恢復系統(tǒng)。
4、故障變壓器返回廠家檢修，進一步查明故障原因。待原因查明后，制定其他變壓器的檢修檢查方案。
5、制定二號主變運行防范措施：
5.1變壓器圍欄門上鎖掛牌，禁止無關(guān)人員進入；
5.2變壓器輕瓦斯動作后，運行人員立即手動打閘；
5.3在壓力釋放閥處加裝導流管，引至卵石坑。
五、一號主變試驗情況
（一）、電氣試驗：
1、2017年1月16日由中國能源集團華中電力試驗研究院有限公司對一號主變高低壓繞組進行試驗，測試結(jié)果與出廠報告曲線一致，符合《大唐集團公司電氣設備交接預防性試驗規(guī)程》的要求，試驗數(shù)據(jù)合格，試驗記錄詳見附件1。
2、2021年4月10日-2021年4月19日由四川華東電氣集團有限公司對一號主變壓器進行狀態(tài)評估試驗。試驗項目：繞組連同套管絕緣電阻；鐵芯絕緣電阻；高壓套管末屏絕緣電阻；繞組直流電阻；繞組連同套管直流泄露電流測試；繞組連同套管介質(zhì)損耗測試；套管介質(zhì)損耗測試；主變局部放電試驗；變壓器絕緣油試驗，各項試驗數(shù)據(jù)符合《大唐集團公司電氣設備交接預防性試驗規(guī)程》的要求，試驗數(shù)據(jù)合格，試驗記錄詳見附件2。
（二）、主變壓器絕緣油色譜分析情況：
近1年一號主變壓器A相絕緣油色譜分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計，化驗結(jié)果符合DL/T722-2014《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》要求，化驗數(shù)據(jù)合格，統(tǒng)計表詳見附件3。
附件2
一號主變壓器試驗報告
項目名稱： | 山某發(fā)電有限責任公司2020年電氣設備預試項目 | ||||
安裝位置： | 一號主變壓器 | ||||
試驗單位： | 四川華東電氣集團有限公司 | ||||
試驗日期： | 2021.4.10 | 溫度（℃） | 10 | 濕度（%） | 50 |
1.被試設備銘牌：
型號 | DFP-240000/500 | 相數(shù) | 三相 |
額定頻率HZ | 50 | 額定容量kVA | 240000 |
額定電壓kV | 550/√3/20 | 聯(lián)接組別 | IiO(YNd11) |
出廠日期 | 2007.1 | 冷卻方式 | ODAF |
編號 | A:200612S01 | B:200612S02 | C:200612S03 |
生產(chǎn)廠家 | 保定天威保變電氣股份公司 | ||
2.試驗設備:
序號 | 儀器名稱 | 型 號 | 生產(chǎn)廠家 |
1 | 絕緣電阻測試儀 | DF2571E | 上海大帆電氣設備有限公司 |
2 | 直流電阻測試儀 | GC644-40A | 上海冠春電氣科技有限公司 |
3 | 介質(zhì)損耗測試儀 | TE8080 | 武漢特試特科技有限公司 |
4 | 高壓直流發(fā)生器 | GCZF-300kV/3mA | 上海冠春電氣科技有限公司 |
3.試驗項目：
3.1絕緣電阻測試：
3.1.1繞組連同套管絕緣電阻 : 變壓器油溫：10℃
項 目 | 施加電壓V | 試驗前R60S（GΩ） | 試驗前R15S（GΩ） | 吸收比 | |
A相 | 高壓-低壓及地 | 2500 | 8.24 | 4.78 | 1.73 |
低壓-高壓及地 | 2500 | 7.25 | 4.17 | 1.73 | |
B相 | 高壓-低壓及地 | 2500 | 5.24 | 3.21 | 1.63 |
低壓-高壓及地 | 2500 | 8.71 | 5.32 | 1.63 | |
C相 | 高壓-低壓及地 | 2500 | 8.74 | 4.28 | 2.0 |
低壓-高壓及地 | 2500 | 7.72 | 4.15 | 1.86 | |
項 目 | 施加電壓V | 試驗后R60S（GΩ） | 試驗后R15S（GΩ） | 吸收比 | |
A相 | 高壓-低壓及地 | 2500 | 8.5 | 4.2 | 2.02 |
低壓-高壓及地 | 2500 | 7.49 | 4.0 | 1.87 | |
B相 | 高壓-低壓及地 | 2500 | 5.1 | 3.15 | 1.61 |
低壓-高壓及地 | 2500 | 8.8 | 5.25 | 1.67 | |
C相 | 高壓-低壓及地 | 2500 | 8.9 | 4.30 | 2.06 |
低壓-高壓及地 | 2500 | 7.4 | 4.10 | 1.81 | |
3.1.2鐵芯絕緣電阻 :
項 目 | 施加電壓V | R60S（GΩ） | 標準范圍 |
A相鐵芯-地 | 2500 | 2.07 | 與前次相比無明顯差別 |
B相鐵芯-地 | 2500 | 2.68 | 與前次相比無明顯差別 |
C相鐵芯-地 | 2500 | 2.54 | 與前次相比無明顯差別 |
A相夾件-地 | 2500 | 6.25 | 與前次相比無明顯差別 |
B相夾件-地 | 2500 | 3.70 | 與前次相比無明顯差別 |
C相夾件-地 | 2500 | 3.47 | 與前次相比無明顯差別 |
3.1.3高壓套管末屏絕緣電阻 :
項 目 | 施加電壓V | R60S（GΩ） | 標準范圍(MΩ) |
A相首端末屏 | 2500 | 4.39 | ≥1000 |
A相尾端末屏 | 2500 | 3.87 | ≥1000 |
B相相首端末屏 | 2500 | 3.58 | ≥1000 |
B相尾端末屏 | 2500 | 4.17 | ≥1000 |
C相首端末屏 | 2500 | 4.79 | ≥1000 |
C相尾端末屏 | 2500 | 5.23 | ≥1000 |
3.2繞組直流電阻測試: 變壓器油溫:10℃
高壓側(cè) | 實測A:AX（mΩ） | 出廠A:AX（mΩ） | 實測B:AX（mΩ） | 出廠B:AX（mΩ） | 實測C:AX（mΩ） | 出廠C:AX（mΩ） | 不平衡率% | |||
油溫℃ | 10 | 75 | 10 | 75 | 10 | 75 | \ | |||
1 | 263.5 | 336.4 | 263.9 | 333.2 | 263.0 | 335.8 | 0.34 | |||
2 | 255.3 | 325.6 | 255.1 | 322.4 | 255.0 | 324.8 | 0.12 | |||
3（運行檔） | 247.5 | 314.7 | 247.0 | 311.6 | 246.8 | 314.0 | 0.28 | |||
4 | 238.7 | 304.0 | 238.4 | 301.0 | 238.0 | 303.3 | 0.29 | |||
5 | 228.7 | 293.1 | 228.2 | 290.2 | 227.8 | 292.5 | 0.39 | |||
與出廠值變化率% | A:AX | B:AX | C:AX | \ | ||||||
1 | -0.89 | 0.21 | -0.9 | \ | ||||||
2 | -0.79 | 0.12 | -0.66 | \ | ||||||
3 | -0.49 | 0.3 | -0.55 | \ | ||||||
4 | -0.65 | 0.21 | -0.71 | \ | ||||||
5 | -1.28 | -0.5 | -1.45 | \ | ||||||
低壓側(cè) | 實測A:ax（mΩ） | 出廠A:ax（mΩ） | 實測B:ax（mΩ） | 出廠B:ax（mΩ） | 實測C:ax（mΩ） | 出廠C:ax（mΩ） | 不平衡率% | |||
油溫℃ | 10 | 75 | 10 | 75 | 10 | 75 | \ | |||
直流電阻 | 1.093 | 1.363 | 1.081 | 1.356 | 1.077 | 1.364 | 1.48 | |||
與出廠值變化率% | 1.46 | 0.87 | -0.09 | \ | ||||||
3.3繞組連同套管直流泄漏電流測試： 變壓器油溫:10℃
項 目 | 施加電壓（kV） | 時間（min） | 泄漏電流（μA） | 標準范圍 |
A相高壓-低壓及地 | 60 | 1 | 19 | ≤20 |
A相低壓-高壓及地 | 20 | 1 | 10 | ≤33 |
B相高壓-低壓及地 | 60 | 1 | 8 | ≤20 |
B相低壓-高壓及地 | 20 | 1 | 2 | ≤33 |
C相高壓-低壓及地 | 60 | 1 | 11 | ≤20 |
C相低壓-高壓及地 | 20 | 1 | 2 | ≤33 |
3.4介損測試
3.4.1繞組連同套管介質(zhì)損耗測試 : 變壓器油溫:10 ℃
項 目 | 施加電壓(kV) | 出廠電容 Cx(nF) | 出廠tgδ% | 實測電容Cx(nF) | 實測tgδ% |
A相高壓-低壓及地 | 10 | \ | \ | 17.76 | 0.249 |
A相低壓-高壓及地 | 10 | \ | \ | 11.79 | 0.360 |
B相高壓-低壓及地 | 10 | \ | \ | 17.71 | 0.278 |
B相低壓-高壓及地 | 10 | \ | \ | 11.90 | 0.370 |
C相高壓-低壓及地 | 10 | \ | \ | 17.74 | 0.278 |
C相低壓-高壓及地 | 10 | \ | \ | 11.85 | 0.306 |
試驗結(jié)論：合格。 | |||||
3.4.2高壓套管介質(zhì)損耗測試: 變壓器油溫:10℃
項 目 | 施加電壓(kV) | 出廠電容 Cx(pF) | 出廠tgδ% | 實測電容Cx(nF) | 實測tgδ% |
A相首端 | 10 | 597 | \ | 591.1 | 0.342 |
A相尾端 | 10 | 533 | \ | 528.9 | 0.300 |
B相首端 | 10 | 611 | \ | 605.7 | 0.378 |
B相尾端 | 10 | 532 | \ | 530.0 | 0.243 |
C相首端 | 10 | 596 | \ | 591.5 | 0.392 |
C相尾端 | 10 | 515 | \ | 511.5 | 0.272 |
試驗結(jié)論：合格。 | |||||
4.綜合結(jié)論：
以上試驗符合《集團公司電氣設備交接和預防性試驗規(guī)程》規(guī)定。 結(jié)論：合 格 |
一號主變壓器局部放電試驗報告
1、試驗依據(jù)和標準
① 中華人民共和國國家標準DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》
② 中華人民共和國國家標準GB1094.3-2003《電力變壓器第3部分：絕緣水平、絕緣
試驗和外絕緣空氣間隙》
③ 中華人民共和國電力行業(yè)標準GB/T16927.1-2011《高電壓試驗技術(shù) 第一部分：一般試驗要求》
④ 中華人民共和國電力行業(yè)標準DL/T 417-2006《電力設備局部放電現(xiàn)場測量導則》
⑤ 中華人民共和國國家標準GB/T7354-2003《局部放電測量標準》
⑥ 中華人民共和國國家標準GB26860-2011《電力安全工作規(guī)程》
⑦ 國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施
⑧ QGDW1168-2013《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》
⑨ 《集團公司電氣設備交接和預防性試驗規(guī)程》
2、試驗目的
通過長時感應耐壓連同局部放電測量試驗檢查變壓器在檢修后的絕緣性能，檢驗變壓器是否符合有關(guān)標準和技術(shù)合同要求。
3、試驗儀器、設備（名稱、型號、精度等級）
名 稱 | 無局放變頻電源 | 電容分壓器 | 補償電抗器 | 局部放電檢測系統(tǒng) |
編 號 | WJFY-F400 380V | ZGSF-A80KV AC80KV/1000Pf/30-300Hz | WJFL-B400/40 40KV/10A/100 Hz | JFD-251 |
4、試驗內(nèi)容、過程及試驗數(shù)據(jù)
一、試驗環(huán)境條件：
地點：山西某發(fā)電有限責任公司一號主變
環(huán) 境 溫 度：16℃
相 對 濕 度：55%
試 驗 日 期：2021.4.13-2021.4.19
二、變壓器型號及主要參數(shù)：
型 號：DFP-240000/500
額定電壓：525/√3±2×2.5%)/20kV
額定容量：240000/240000kVA
額定電流: 791.8/12000A
空載損耗: A相：97.8kW；B相：94.1kW；C相：96.6kW
空載損耗: A相：482.9kW；B相：484.1kW；C相：482.6kW
短路阻抗：A相：16.7%；B相：16.8%；C相：16.7%
空載電流：A相：0.067%；B相：0.080%；C相：0.073%
接線組別：Ii0(單)/YNd11(三)
出廠序號：A相：20612S01；B相：201612S02；C相：201612S03
出廠日期：2007年3月
生產(chǎn)廠家：保定天威保變電氣股份有限公司
三、測試項目：局部放電試驗
四、測試步驟：
局部放電試驗：
試驗分接位置：1檔 Um=550kV
局部放電試驗：試驗頻率：f=124.3Hz
試驗電壓：U＝1.1Um/= 349kV
U2＝1.3Um/=413 kV
U1＝1.5Um/=476 kV
五、測試結(jié)果
試驗電壓 | 1.1Um/√3 | 1.3Um/√3 | 1.5Um/√3 | 1.3Um/√3 | 1.1Um/√3 | |||||||
保證值pC | 100 | 300 | 無異常 | 300 | 100 | |||||||
試驗時間 | 5 分 | 5 分 | 48秒 | 10分 | 20分 | 30分 | 40分 | 50分 | 60分 | 5 分 | ||
局放量pC | 500kV 側(cè)高壓 | A | 59 | 189 | 無異常 | 167 | 170 | 165 | 164 | 168 | 172 | 62 |
B | 60 | 177 | 無異常 | 156 | 154 | 158 | 160 | 164 | 166 | 63 | ||
C | 47 | 112 | 無異常 | 97 | 99 | 96 | 98 | 102 | 104 | 45 | ||
5、試驗結(jié)論：以上試驗數(shù)據(jù)符合集團公司電氣設備交接和預防性試驗規(guī)程》規(guī)定，測試合格。
山西某發(fā)電有限責任公司
一號主變壓器狀態(tài)評估報告
本次一號主變壓器型號為DFP-240000/500（A、B、C三臺單相變壓器）。對變壓器分別進行了繞組絕緣電阻及吸收比、鐵芯及夾件的絕緣電阻、繞組的直流電阻（全檔位）、繞組連同套管的介質(zhì)損耗及電容量、電容型套管的介質(zhì)損耗及電容量、電容型套管及末屏對地的絕緣電阻、繞組的泄漏電流測量、局部放電試驗、變壓器油的含氣量、糠醛、油介損試驗。本次試驗數(shù)據(jù)與出廠值對比、分析，符合《集團公司電氣設備交接和預防性試驗規(guī)程》、QGDW1168-2013《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》、DL/T 596—1996《電力設備預防性試驗規(guī)程》規(guī)定，試驗數(shù)據(jù)合格。
本次一號主變狀態(tài)評估結(jié)果為：A、B、C三臺單相變壓器各項試驗指標合格，變壓器狀態(tài)良好，可以繼續(xù)安全運行。
評估單位：四川華東電氣集團有限公司
2021年04月19日
附件3
一號主變壓器A相絕緣油色譜分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計表
測試時間 | H2 | CO | CO2 | CH4 | C2H6 | C2H4 | C2H2 | 總 烴 |
2020.4.1 | 21.57 | 70.94 | 501.49 | 11.88 | 2.84 | 2.02 | 0 | 16.74 |
2020.9.2 | 18.04 | 52.89 | 309.4 | 12.31 | 0 | 2.48 | 0 | 14.79 |
2020.12.29 | 22.16 | 44.86 | 85.56 | 10.4 | 0 | 1.52 | 0 | 11.92 |
2021.4.19 | 4.11 | 53.57 | 69.7 | 9.85 | 2.43 | 0.67 | 0 | 12.95 |