绝缘子闪络放电,谐振过电压致全厂停电

【事故经过】
2003年6月1日17:30,某热电厂厂主控室警铃响,“35 kVⅠ母接地”、“35 kVⅡ母接地”光字牌频闪,“电压解列断线”光字牌亮。运行人员检查35 kV配电室,同时查看35 kV绝缘监测表,发现C相显示30 kV,A,B相在20~35 kV之间摆动;35 kV配电室外热Ⅰ,Ⅱ出线穿墙套管处有放电声,且热Ⅰ线出线套管处放电声音较大;35 kV配电室内其它设备均有放电声。请示地调后断开热Ⅰ线855开关以便判断故障点,但接地现象未消除。
17:40,警笛警铃响,813,853,31,11,800开关以及高厂变和低厂变低压侧开关均跳闸,全厂失电,运行人员复归各跳闸开关把手。
17:50,合813,853开关;通过35 kV II母线、850开关、35 kV I母线和1号主变向10 kV I母线倒送电,全厂恢复供电。
17:53,现场运行人员电话汇报853开关下口电缆放电严重,主控室运行人员随即断开813,853开关,厂用电再次丢失。检查保护屏“35 kVⅠ母接地”,“35 kV Ⅱ母接地”,“35 kV母线电压断线”,“ 3号主变差动”,“1号发电机复合电压闭锁过流联跳11、灭磁开关”,“复合电压闭锁过流联跳800”,“2号低厂变低压保护闭锁”信号继电器掉牌,复归掉牌继电器。
18:00,合热Ⅰ线855开关,恢复厂用电。
18:10,检查11开关油质变黑,做安全措施进行换油处理。
21:35,1号发电机经11开关手动准同期与系统并列,投强励装置。
22:03,投“1号主变复合电压闭锁过流联跳850开关”保护压板,摇测35 kVⅡ母线绝缘合格,35 kVⅡ母经850开关送电成功。
22:15,合热Ⅱ线856开关,投低周低压解列装置保护压板。
【原因分析】
   经事故调查小组认真分析后认为,以下原因导致853开关下口电缆短路烧毁,造成全厂停电事故。
1、先前的“5.31”电网事故发生时,853开关瞬间通过较大电流,冲击电缆,使绝缘强度降低。
2、 事故发生前,天气潮湿,阴有小雨并伴有雷电。经调查发现,35 kV热Ⅱ线西灰场转角塔B相悬垂绝缘子有放电痕迹。分析后认为,由于西灰场转角塔周围环境较差,加之35 kV线路未按规定定期清扫、试验,绝缘子表面污秽物吸收水分,泄漏电流增加,在电流密度比较大的部位形成了干燥带,干燥带承担较高的电压,将产生辉光放电,继而产生局部电弧,最终形成闪络放电。
3、35 kV热Ⅱ线线路闪络放电作为激发条件,引起厂内35 kV系统发生高次谐波谐振,产生谐振过电压,造成853开关下口电缆B相最薄弱点处击穿爆破,产生间歇性对地弧光放电,启动1号机和1号主变“复合电压闭锁过流”保护;因1号机组的“复合电压闭锁过流”保护的动作时限小于1号主变的“复合电压闭锁过流”保护的动作时限,造成1号发电机11开关首先跳闸,切断故障电流,但此时的故障电流值还未达到3号主变差动保护和850开关速断保护动作值,随着谐振的继续,放电逐步发展成B,C两相间弧光短路,3号主变差动保护动作,31,813,853开关同时跳闸,全厂停运。
1)1号主变与1号发电机“复合电压闭锁过流保护”的时间整定值配合不当,致使1号发电机先于1号主变跳闸,造成1号发电机停机。
2) 3号主变差动保护和850开关速断保护动作整定值过大,是造成11开关越级跳闸的主要原因。
4、 运行人员判断失误,主要表现在:
1) 不能正确分析下雨天正常放电状况,断开855开关后,事故症状未消失,说明故障点不在热I线,延误了合855开关恢复厂内供电的时机。
2) 断开855开关后,事故症状未消失,而随后3号主变三侧开关故障跳闸,此时应进一步判断故障点很可能在3号主变附近,而35 kV配电室外热Ⅰ、Ⅱ出线穿墙套管的放电声应为天气潮湿的正常现象。但是,值长在未查明保护动作状态的情况下,盲目下令合813和853开关,致使3号主变再次投入。
3)“5.31”电网发生的事故,曾经对该厂3号主变产生过强烈的冲击,致使3号主变与系统解列,各级专业人员对该事故对该厂电气主系统可能产生的后果估计不足,未能及时进行检查并发现问题。
4) 35 kV线路长期未执行定期清扫工作,是产生闪络放电的直接原因。
5) 对于谐振过电压的知识,该厂各级技术人员及运行人员知之甚少,对其危害的严重性更是认识不足,也没有制订有效的防范措施和处理办法。
【防范措施】
1、对设备,特别是高压设备进行全面检查,消除一切设备隐患。
2、 尽快安排35 kV线路清扫,消除污闪隐患。
3、技术人员应加强谐振知识的学习,对过去发生过的类似事故材料进行收集、整理和分析,制定消除各电压等级谐振的有效措施及处理办法。
4、运行人员必须认真学习、执行运行规程,严格遵守各项规程制度,特别是事故处理原则。
5、加强运行人员的专业技术培训,开展切实有效的事故演习活动。根据季节变化制订针对性的事故预想,提高运行人员事故状态下的应变能力。
6、电力系统实际上是由电感、电容和电阻构成的复杂电路,可以组合成一系列具有不同自振频率的振荡回路。在进行开关操作或出现其它异常时,由于瞬变过程电源波会引起某种变化,非正弦的电源波含有一系列的谐波,当电路中的某一自振频率与电源谐波频率相等时,就会出现这一频率的谐振过电压。谐振是一种稳态现象,谐振过电压的持续时间可能很长,这种过电压一旦发生,往往会造成严重的后果,因此在中性点不接地系统中,应在每组电压互感器的高压绕组中性点装一只消谐器,以有效限制弧光接地过电压和消除铁磁谐振。