3月22日山西某电厂发电机封闭母线接地停机案例分析

2020 年3月22日14时08分，山西某发电公司1号发电机励磁变A相管母和发电机中性点接地柜间发生两点接地故障，机组掉闸，造成部分设备损坏，给本就艰难的生产经营形势雪上加霜。请各单位要深刻吸取事件教训，高度重视安全生产工作，提高全员安全意识，强化人员技术培训，扎实开展涉事故隐患排查治理工作，消除事故隐患，防范类似事件发生，确保安全形势稳定向好。现将山西某发电公司1号机停机事件通报如下：

一、事件前状态

2020 年3月22日14时，山西某发电公司1号机负荷270MW，AGC、AVC投入，总煤量168t/h，A、B、C、D四套制粉系统运行，励磁电压229.805V，励磁电流2460.938A，发电机出口电压20.737kV，发电机电流8.33kA，氢压390.024kPa。

二、事件经过

2020 年3月22日14时08分10秒，山西某发电公司1号机房内突发异响，1号机发“励磁系统故障”信号，主变差动、发电机差动保护动作，机组跳闸。就地检查发现1号发电机中性点接地刀闸处冒烟着火，励磁变A相进线套管冒烟着火，立即执行紧急排氢、紧急停机，并立即汇报公司领导。14时22分，向塔山矿消防队报火警。

三、保护动作情况

故障发生后，发电机A相电压降低，B、C相电压基本不变，A相电压1.11kV，B、C相电压12kV；发电机A、B、C相电流均增大，故障27.4ms后A相电流最大达173kA，B相电流39.761kA，C相电流32.378kA。16ms主变差动速断保护动作，52.6ms发变组5012、5013出口开关跳闸，90.4ms1号发电机励磁系统灭磁开关跳闸。（故障录波、保护动作报告见附图1-5）

四、设备损坏情况

本次事故造成1号发电机励磁变A相（见附图7）、1号发电机中性点接地柜（见附图8）、发电机电流互感器、局部离相封闭母线、发电机C相套管、发电机绝缘过热监测装置、油水继电器、部分电缆损坏。预计直接经济损失约70万元。

五、原因分析

（一）保护动作分析

故障发生16ms主变差动速断动作，随后发电机比率差动、主变比率差动、主变工频变化量差动、励磁绕组反时限过负荷和“励磁系统故障”非电量保护相继动作，发电机出口开关、发电机灭磁开关分别在52.6ms和90.4ms切除故障，保护动作行为正确；励磁变绕组过负荷动作正确；发电机接地保护零序电压保护定值为2秒，动作时限没有达到动作条件。

（二）电气故障原因分析

结合现场设备损坏情况以及掉下的励磁封闭母线管母内壁的大量铝母线熔化物，分析为A相励磁封母管母90°角焊缝开焊（设备厂家焊缝），管母发生了倾斜位移，缩短了母线与封母外壳的距离，造成对地放电，正常情况下由于发电机是非直接接地系统，发生单相接地后接地电流并不大，本次故障后1号发电机中性点产生过电压，导致发电机中性点引出线绝缘击穿并对外壳放电，形成两点接地（见附图6），接地电流达到额定电流的9倍左右（173kA），故障电流造成了1号励磁变和1号发电机中性点接地柜烧损。

（三）起火原因分析

发电机中性点引线短路冲击波把空侧密封油管焊口撕裂，造成该管路喷油（0.48MPa），喷到下部融化的A相封闭母线及中性点引线外壳上，造成起火。

六、暴露的主要问题

1. 涉事故隐患排查不彻底，按照电力系统的常规检查项目，只做常规检查，无法发现内部焊口是否存在隐患。

2. 发生事故汇报不及时，未严格执行集团公司有关事故汇报的规定。

3. 人员技术水平较低，对油管道焊缝检查、维护不到位。

4. 安全生产意识不高，未能充分认识到励磁变封闭母线焊缝存在事故隐患。

七、防范措施

1. 提高检修标准，将励磁变封闭母线列入等级检修检查项目，对励磁变封母垂直段角焊缝进行金属着色或探伤，定期检查管母绝缘情况。

2. 严格事故汇报时限，按照集团公司规定的内容、程序及时汇报。

3. 加强技术培训，提高人员的技术水平和隐患排查能力。

4. 提高安全生产意识，全面排查设备事故隐患，尤其要加大对死角、盲区部位的排查力度。

附图1：发电机故障电流电压录波图

附图2：保护动作时刻录波图

附图3：1号发电机A屏985保护装置动作报告

附图4：1号发电机B屏801保护装置动作报告

附图5：1号发电机C屏保护装置动作报告

附图6：故障点示意图

附图7：1号发电机励磁变A相

附图8：1号发电机中性点接地柜