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1、华能天津临港燃机4号机跳闸事件分析报告机组编号#4异常时间2020年04月29日07:25设备简况:华能临港燃机电厂4号汽轮发电机型号为QF-150-2，额定功率150MW，功率因数0.85、发电机额定出口电压13.8kV，全空冷冷却方式，哈尔滨电机厂有限责任公司生产制造。4号主变压器为SFP-200000/220，额定电压24222.5% /13.8kV。三相油浸强迫油循环风冷无励磁分接结构，通过油气套管与GIS对接，西安西电变压器厂生产制造。无励磁分接开关型号DU III 600-170-06 05 OME，额定通过电流600A，运行档位为第五档，德国MR公司生产制造。220kV配电装置采
2、用户外GIS设备，GIS型号为ZFW20-252，新东北电气（沈阳）高压开关有限公司生产制造。事前工况:4月29日06：25，3号燃机并网；06：59分，4号汽轮机冲转至3000rpm，主汽压3.01Mpa，主汽温度287，再热汽压力0.66 Mpa，再热汽温度424，机组具备启励并网条件。事件经过:2020年4月29日07:25:49，#4汽机发电机并网，#4汽机主变重瓦斯动作跳闸。具体动作报告如下：07:09:16 汽机励磁灭磁开关合闸；07:22:20 4号汽机启动同期并网自动程序；07:24:01 4号主变轻瓦斯动作发信；07:24:44 4号发变组2204开关合闸并网；07:25:4
3、9 4号主变重瓦斯保护动作机组跳闸。机组跳闸后厂内立即组织人员开展检查：1. 发变组保护装置及机组故障录波器检查发变组保护C屏PCS-974装置变位报告显示：4-29 7:24:01.357主变轻瓦斯信号（01）；4-29 7:25:49.175主变重瓦斯跳闸（01）。保护A屏PCS-985装置动作报告显示：4-29 7:24:45.187保护启动，4-29 7:24:46.881保护启动；变位报告显示：4-29 7:24:45.187发电机功率保护启动（01），4-29 7:24:46.291发电机功率保护启动（10），4-29 7:24:46.878发电机功率保护启动（01），4-29 7
4、:24:47.855发电机功率保护启动（10）。保护B屏PCS-985装置动作报告与A屏相同。查看发变组故障录波图，4号汽机发变组220kV断路器跳闸前，主变高压侧A相有电流约100A，B、C相无电流，发电机侧A相电流约940A，C相电流约910A，B相电流约30A。上述现象符合主变YNd11联结方式下，主变高压侧B、C两相断线时高、低压侧的各相电流特性。2. 4号主变压器瓦斯继电器检查及油色谱分析现场检查瓦斯继电器有气体产生，对气体进行取样化验，结果为可燃性气体，其中：氢气71.7%、甲烷4.4%、二氧化碳0.11% 、氧气+氩气0.66%。10：20分，对4号汽机主变取油样进行油中溶解气体
5、色谱分析，显示乙炔594.26ppm、氢气529.45ppm、总烃902.42ppm，判断为4号汽机主变内部发生裸金属电弧放电性故障，具体如下表所示：实验内容注意值（ppm）结果（ppm）氢气150529.45一氧化碳634.59二氧化碳2293.53甲烷100.92乙烯200.75乙烷594.16乙炔5594.16总烃150902.423.电气试验情况对4号汽机主变进行了高、低压测绝缘电阻测量无异常；低压侧直流电阻无异常；通过GIS接地刀闸回路对高压侧直流电阻测量，三相之间不通。4.相关设备检查对发电机、主变、GIS及断路器等设备进行全面检查：（1）检查4号汽机主变高压侧2204开关本体三相
6、不一致保护无动作信号。（2）检查4号发电机出线和变压器低压侧软连接正常,变压器油位、油温无异常，压力释放装置未动作。（3）检查4号汽机主变顶部无励磁分接开关位置，发现分接开关位置未到位，在4-5档。对分接开关进行复位后，分别在1-5档位，重新通过GIS接地刀闸回路对高压侧各相间进行直流电阻测量，各档位三相之间全部导通。5. 变压器内部检查结果4月30日晚开始对4号汽机主变进行放油。5月1日上午开人孔，进入变压器内部检查，结果如下：变压器器身无位移变形，绕组围屏完好无损，所有引线无位移变形。检查无励磁分接开关三相动、静触头发生电弧灼伤，图片见附图1、2。其中A相动触头边缘有放电灼伤点，动触头固定
7、支架边缘局部烧损约4毫米，B、C相动触头边缘有少量放电点，动触头固定支架局部烧损比A相较轻。三相动触头弹簧及压紧状况正常，未受到影响，动静触头接触面未受到损伤。5月2日，对无励磁分接开关动静触头及变压器下部碳化物进行全面清理。安排对分接开关动静触头接触部位，进行接触电阻测量，测量结果满足控制标准要求。随后对分接开关动静触头接触部位进行了直流100A电流下30分钟温升检查,红外成像仪检测结果三相触头温度一致，未发现异常。由于4号主变无励磁分接开关为德国MR公司生产，受疫情影响，配件采购周期不确定。厂内组织西安变压器厂家、西安热工院、河北京电检修公司讨论分析，厂家确认分接开关动触头有局部烧伤，但触
8、头弹性、接触面状况完好，分接开关可以继续使用，投运后通过在线和离线色谱跟踪监测进行跟踪检测。原因分析:1.根据检测结果，4号主变压器故障是由于无励磁分接开关触头脱离了原运行档位第五档，落在了第四档和第五档中间，造成变压器高压绕组分接开关实际处于断开位置。当机组启动变压器带电后，断开状态的分接开关动、静触头间产生了放电电弧，造成了局部绝缘油裂解气化，产生的气体上升进入瓦斯继电器，轻瓦斯发出报警信号。当4号主变高压侧与系统并网后，分接开关动、静触头断开点的放电电流快速增大，电弧放电产生的压力及气体向上涌动，推动重瓦斯保护动作跳闸。2.4号主变压器无励磁分接开关换档操作采用手轮转动，手轮正好安装在变
9、压器顶部爬梯的正前方位置，因为分接开关未按照电力导则要求上锁。检修过程中，手轮被转动导致分接开关移位是本次事件的直接原因。3.本次检修未安排分接开关检修项目，变压器检修工作完成后，按照惯例，检修部未验收分接开关位置，运行部也未按照电气运行规程要求进行相应检查，是本次事件的间接原因。4.依据并网操作流程，运行值班人员全面检查无报警后开始并网操作，但在机组并网前43秒时，变压器轻瓦斯保护发出了报警信号，并网前22秒时人工启动了汽机同期并网装置，中间有约21秒的时间，运行人员没有发现轻瓦斯报警信号，未中止并网操作。5.设计方面：分接开关手轮离爬梯太近，容易产生误碰；同时分接开关位置未进行远传设计，导
10、致分接开关移位后运行人员不能及时发现。6.技术管理方面：变压器的分接开关是变压器的重要设备，临港燃机主变分接开关档位数值在2014年10月由天津电网调控中心下令调整为5后，至今未调整。此后分接开关也从未进行过检修、检查工作。暴露问题:1.检修管理不到位。检修变压器期间，检修人员风险防控意识差，未严格遵守检修管理规定，触碰了分接开关的手轮，导致分接开关移位；检修项目存在疏漏。根据电力变压器检修导则（DL/T573-2010）5.2项要求，在1-3年周期内，要检查分接开关操作机构的限位及转动灵活性，要求分接开关显示正确，检修部未按时制定分接开关检查项目；验收管理不规范。检修工作完成后，检修人员对现
11、场检查验收把关不严，未确认分接开关检修后实际位置是否正确。2.运行管理不到位。根据电力变压器运行规程（DL/T572-2010）要求，在机组检修后，变压器投运之前，运行值班人员应仔细检查，确认变压器及其保护装置在良好状态，分接开关位置正确。本次运行人员未对变压器分接开关位置进行检查确认；运行人员监盘不精心，变压器轻瓦斯动作正常，并正确报警后，运行人员未及时通过DCS“紧急中断同期功能”中止并网操作，最终变压器跳闸。轻瓦斯报警只有光报，无声音报警，未引起运行人员足够注意。3.隐患排查治理不到位。机组投用6年来，历次安全检查和隐患排查治理工作，均未发现变压器检修期间存在的风险因素，未发现分接开关长
12、期未锁死的安全隐患。4.生产技术管理不到位。技术监督管理未落到实处，生产部对分接开关检修检查、运行验收监督管理不到位，有所缺失。5.设计存在缺陷。在发变组保护装置出现报警后，4号汽机同期装置不能实现同期闭锁，仍继续执行并网程序；分接开关手轮安装在爬梯正前方，易被检修人员、巡检人员误动；分接开关工作位置无远传，不便于监控观察。6.技能培训不到位。生产系统人员技能水平不足，部分人员对无励磁分接开关的重要性及其危害程度认识不足，从未进行分接开关检修、检查工作。防范措施:1.完善检修管理制度。在变压器检修工作结束后，锁死档位，拆掉分接开关操作手轮。检修部修订检修规程，明确变压器检修项目必须包含分接开关
13、维护情况，并确认分接开关位置。2.完善变压器检修规定，严格遵守电力变压器运行规程要求，检修部和运行部共同对分接开关变换试验，并确认最终位置，分接开关上锁后钥匙由值长统一保存。操作手轮由检修部保管。同时对全厂变压器进行相应检查。3.运行人员加强并网操作流程学习，提高风险辨识及参数分析的能力，提高应付突发事件的能力，做好事故预想，在启动汽机同期装置前出现报警，运行人员必须立即进行处理，满足要求后再启动并网。增加轻瓦斯声音报警，同时梳理其他报警参数，讨论后增加重要参数的声音报警。4.生产部加强技术监督管理，针对变压器跳闸事件暴露的问题，同时梳理类似的检修工作，制定专项管理制度，落实防控措施，完善考核
14、办法，保障制度落实。5.加强风险管控和隐患排查治理，深刻吸取事故教训，举一反三，生产部门组织对其他开关、阀门等设备进行隐患排查，发现问题及时组织整改。6.生产部根据同期并网装置相关逻辑，结合发变组保护装置、励磁装置等报警，优化专项并网闭锁逻辑，避免发生重要设备故障报警后仍然并网。7.加强生产人员技能培训，使生产人员熟练掌握变压器等重要设备检维修，运行管理的内容，充分利用“双控”平台中设备设施风险库，对重点设备进行相关培训。8.提高生产人员防非停意识，严格两票三制、运行管理、检修管理、技术监督管理等工作，把防非停的工作落到实处。9.按照“四不放过”的原则，认真吸取经验教训，防止类似事件再次发生，
15、并对相关责任人进行考核。附图1 A相左侧动触头附图2 A相右侧动触头附件1：华能临港（天津）燃气热电有限公司4号机跳闸事件防范措施落实表序号措施内容责任部门责任人完成时间监督人备注1完善检修管理制度。在变压器检修工作结束后，锁死档位，拆掉分接开关操作手轮。检修部修订检修规程，明确变压器检修项目必须包含分接开关维护情况，并确认分接开关位置。检修部李贵勇2020.5.8王超2完善变压器检修规定，严格遵守电力变压器运行规程要求，检修部和运行部共同对分接开关变换试验，并确认最终位置，分接开关上锁后钥匙由值长统一保存。操作手轮由检修部保管。同时对全厂变压器进行相应检查。检修部运行部李贵勇各值长2020.5.8王超文子强3运行人员加强并网操作流程学习，提高风险辨识及参数分析的能力，提高应付突发事件的能力，做好事故预想，在启动汽机同期装置前出现报警，运行人员必须立即进行处理，满足要求后再启动并网。增加轻瓦斯声音报警，同时梳理其他报警参数，讨论后增加重要参数的声音报警。运行部各值班员2020.5.8文子强4生产部加强技术监督管理，针对变压器跳闸事件暴露的问题，同时梳理类似的检修工作，制定专项管理制度，落实防控措施，完善
