水电站电气设备运行与维修(第二版)
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第五节 电气事故处理

电力安全生产与国民经济和人民生活的关系极大,也是电力企业提高经济效益的基础。因此必须贯彻“安全第一、预防为主”的方针,坚持保人身、保电网、保设备的原则,切实保证电力安全生产,较好地为用户服务。

但是,由于种种原因,如自然灾害、设备缺陷、继电保护误动、运行人员误操作等,可能导致电力系统发生事故。当事故发生时,总是要正确、迅速处理好事故,以恢复生产,所以了解事故的概念及事故处理的规定、原则和程序是必要的。

一、事故及其分类

在处理事故之前,应当首先明确什么是事故,若为事故,又是什么性质的事故。

根据电力行业标准DL 558《电业生产事故调查规程》规定,发生下列情况之一者定为电力生产事故:

(1)电力生产人员伤亡。

(2)设备非计划停运,降低出力和少送电(热)。

(3)电能质量降低。

(4)经济损失。

(5)其他。

电力生产的故事,根据其性质的严重程度及经济损失的大小分为3种,即特别重大事故、重大事故、一般事故。

(1)特别重大事故。属于特别重大事故的情况如下:

1)人身死亡事故一次达50人及以上者。

2)电力事故造成直接经济损失1000万元及以上者。

3)大面积停电造成下列后果之一者:

a.电力系统减供负荷超过下列数值:

全网负荷 减供负荷

10000MW及以上 30%

5000~10000MW以下 40%或3000MW

1000~5000MW以下 50%或2000MW

b.中央直辖市全市减供负荷50%及以上;省会城市全市停电。

4)其他性质特别严重故事。经原电力工业部(现改制为国家电网)认定为特别重大事故者。

(2)重大事故。属于重大事故的情况如下:

1)人身死亡事故一次达3人及以上,或人身伤亡事故一次死亡与重伤达10人及以上者。

2)大面积停电造成下列后果之一者:

a.电力系统减供负荷超过下列数:

全网负荷 减供负荷

10000MW及以上 10%

5000~10000MW以下 15%或1000MW

1000~5000MW以下 20%或750MW

1000MW以下 40%或200MW

b.中央直辖市全市减供负荷30%及以上;省会或重要城市(名单由电管局、省电力局确定),全市减供负荷50%及以上。

3)装机容量达200MW及以上的发电厂,或电网容量的3000MW以下,装机容量达100MW及以上的发电厂(包括电管局、省电力局自行指定的电厂)一次事故使两台及以上机组停止运行,并造成全厂对外停电。

4)下列变电所之一发生全所停电:

①电压等级为330kV及以上的变电所;

②枢纽变电所(名单由电管局、省电力局确定);

③一次事故中有3个220kV变电所全所停电。

5)发供电设备、施工机械严重损坏,直接经济损失达150万元。

6)25MW及以上机组的锅炉、汽(水、燃气)轮机、发电机、调相机、水工设备和建筑,31.5MVA及以上主变压器,220kV及以上输电线路和断路器、主要施工机械严重损坏,30天内不能修复或原设备修复后不能达到原来铭牌出力和安全水平。

7)其他性质严重事故,经电管局、省电力局(或企业主管单位)认定为重大事故者。

(3)一般事故。凡特别重大事故、重大事故以外的事故,均为一般事故。

二、事故处理的一般原则

根据原水利电力部制订的《电气事故处理规程》(1972年版),事故处理的一般原则如下:

(1)迅速限制事故的发展,消除事故的根源并解除对人身和设备安全的威胁。

(2)注意厂用电的安全,设法保持厂用电源正常。

(3)事故发生后,根据表计、保护、信号及自动装置动作情况进行综合分析、判断、作出处理方案。处理中应防止非同期并列和系统事故扩大。

(4)在不影响人身及设备安全的情况下,尽一切可能使设备继续运行。必要时,应在未直接受到事故损害和威胁的机组上增加负荷,以保证对用户的正常供电。

(5)在事故已被限制并趋于正常稳定状态时,应设法调整系统运行方式,使之合理,让系统恢复正常。

(6)尽快对已停电的用户恢复供电。

(7)做好主要操作及操作时间的记录,及时将事故处理情况报告有关领导和系统调度员。

(8)水电厂发生事故后,处理时应考虑对航运的影响。

三、事故处理的一般规定

事故处理的一般规定如下:

(1)发生事故和处理事故时,值班人员不得擅自离开岗位,应正确执行调度、值长、值班长(机长)的命令,处理事故。

(2)发生事故和处理事故时,凡不是参加处理事故的人员,禁止进入发生事故的地点(经总工程师特许者例外)。

(3)发生事故时,只准许直接参加处理事故人员和领导进入或留在主控制室内(经总工程师特许者例外)。处理事故的有权进入主控制室的人员名单,须经总工程师核准。

(4)在交接班手续未办完而发生事故时,应由交班人员处理,接班人员协助、配合。在系统未恢复稳定状态或值班负责人不同意交接班之前,不得进行交接班。只有在事故处理告一段或值班负责人同意交接班后,方可进行交接班。

(5)处理事故时,当值系统调度员是系统事故处理的指挥人,值长是发电厂全厂事故处理的领导和组织者,电气值班长是电厂(变电所)电气事故处理的领导和组织者(机长是本要组事故处理的领导和组织者)。电气值班长(机长)均应接受值长指挥,值长和变电所值班长均应接受系统调度员指挥。

(6)处理事故时,各级值班人员必须严格执行发令、复诵、汇报、录音和记录制度。发令人发出事故处理命令后,要求受令人复诵自己的命令,受令人应将事故处理的命令向发令人复诵一遍。如果受令人未听懂,应向发令人问清楚。命令执行行后,应向发令人汇报。为便于分析事故,处理事故时应录音。事故处理后,应记录事故现象和处理情况。

(7)事故处理中,若下一个命令需根据前一命令执行情况来确定,则发令人必须等待命令执行人的亲自汇报后再定。不能经第三者传达,不准根据表计的指示信号判断命令的执行情况(可作参考)。

(8)发生事故时,各装置的动作信号不要急于复归,以便查核,便于事故的正确分析和处理。

四、事故处理的一般程序

电气事故处理的一般程序如下:

(1)判断故障性质。根据计算机CRT图像显示、光字牌报警信号、系统中有无冲击摆动现象、继电保护及自动装置动作情况、仪表及计算机打印记录、设备的外部象征等进行分析、判断故障性质。

(2)判明故障范围。设备故障时,值班人员应到故障现场,严格执行安全规程,对设备进行全面检查。母线故障时,应检查断路器和隔离开关。

(3)解除对人身和设备安全的威胁。若故障对人身和设备安全构成威胁,应立即设法消除,必要时可停止设备运行。

(4)保证非故障设备运行。对未直接受到损害的设备要认真进行隔离,必要时启动备用设备。

(5)做好现场安全措施。对于故障设备,在判明故障性质后,值班人员应做好现场安全措施,以便检查人员进行检修。

(6)及时汇报。值班人员必须迅速、准确地将事故处理的每一阶段情况报告给值长或值班长(机长),避免事故处理发生混乱。

五、处理事故时各级值班人员间的相互关系

(1)发电厂和变电所发生事故时,应立即报告值班调度员,值班调度员是处理事故的指挥人,他通过值长指挥所有处理事故的人员。

(2)如果值长认为值班调度员的命令有错误时,应予指正,并向他作简单的解释。若值班调度员确定自己的命令是正确的,值长应立即执行。

(3)如果值班调度员的命令直接威胁人身或设备的安全,则无论在任何情况下均不得执行。但应把拒绝执行命令的理由报告值班调度员和本单位的总工程师,并作记录,然后按照本单位总工程师的指示行动。

(4)值长是发电厂事故处理的直接领导人,他应对事故的正确处理负责。

(5)发电厂总工程师若认为值长不能胜任处理事故时,则有权自行领导处理事故,或委托不当班的值长来处理事故。

(6)在变电所处理事故时,变电所值班人员应受系统值班调度员或电网值长的领导。

(7)某些情况下,为了防止事故扩大,必须进行某些紧急操作,这些操作可以由发电厂或变电所的值班人员先执行,然后再报告系统值班调度员。

六、电气设备的事故处理

各种电气设备的事故处理应按照真运行规程的规定进行,根据本课程内容,只简要介绍高压断路器、互感器和电力电缆的事故处理。

(一)高压断路器

高压断路器事故处理方法如下:

(1)断路器动作分闸后,值班人员应立即记录故障发生时间、停止音响信号,并立即进行“事故特巡”(指事故后的特殊巡视)检查,判断断路器本身有无故障。

(2)断路器对故障分闸线路实行强送后,无论成功与否,均应对断路器外观进行仔细检查。

(3)断路器故障分闸时发生拒动,造成越级分闸,在恢复系统送电时,应将发生拒动的断路器脱离系统并保护原状,待查清拒动原因并消除缺陷后方可投入使用。

(4)SF6断路器发生意外爆炸或严重漏气等事故,值班人员接近设备要谨慎,尽量选择从“上风”接近设备,必要时要戴防毒面具、穿防护服。

(二)互感器

互感器在运行中发生的异常现象及处理方法如下:

(1)运行中互感器发生异常现象时,应及时报告并予以消除。若不能消除时,应及时报告有关领导及调度值班员,并将情况记入运行记录本和缺陷记录本中。

(2)当互感器发生下列情况之一时,应立即停用(注意保护的投切)。

1)电压互感器高压熔断器连续熔断2~3次。

2)高压套管严重裂纹、破损、互感器有严重放电,已威胁安全运行时。

3)互感器内部有严重异音、异味、冒烟或着火。

4)油浸式互感器严重漏油,看不到油位;SF6气体绝缘互感器严重漏气、压力表指示为零;电容式电压互感器分压电容器出现漏油时。

5)互感器本体或引线端子有严重过热时。

6)膨胀器永久性变形或漏油。

7)压力释放装置(防爆片)已冲破。

8)电流互感器末屏开路,二次开路;电压互感器接地端子N(x)开路、二次短路不能消除时。

9)树脂浇注互感器出现表面严重裂纹、放电。

(3)电压互感器常见异常现象的判断与处理。

1)三相电压指示不平衡:一相降低(可为零),另两相正常,线电压不正常,或伴有声、光信号,可能是互感器高压或低压熔断器熔断。

2)中性点非有效接地系统,三相电压指示不平衡:一相降低(可为零),另两相升高(可达线电压),或指针摆动,可能是单相接地故障或基频谐振;如三相电压同时升高,并超过线电压(指针可摆到头),则可能是分频或调频谐振。

3)高压熔断器多次熔断,可能是内部绝缘严重损坏,如绕组层间或匝间短路故障。

4)中性点有效接地系统,母线倒闸操作时,出现相电压升高交以低频摆动,一般为串联谐振现象;若无任何操作、突然出现相电压异常升高或降低,则可能是互感器内部绝缘损坏,如绝缘支架、绕组层间或匝间短路故障。

5)中性点有效接地系统,电压互感器投运时出现电压表指示不稳定,可能是高压绕组N(X)端接地接触不良。

6)电压互感器回路断线的处理:①根据继电保护和自动装置有关规定,退出有关保护,防止误动作;②检查高、低压熔断器及自动开关是否正常,如熔断器熔断,应查明原因立即更换,当再次熔断时则应慎重处理;③检查电压回路所有接头有无松动、断头现象,切换回路有无接触不良现象。

7)电容式电压互感器常见的异常判断:①二次电压波动。二次连接松动,分压器低压端子未接地或未接载波线圈。如果阻尼器是速饱和电抗器,则有可能是参数配合不当;②二次电压低。二次连接不良;电磁单元故障或电容单元C2损坏;③二次电压高。电容单元C1损坏;分压电容接地端未接地;④电磁单元油位过高。下节电容单元漏油或电磁单元进水;⑤投运时有异音。电磁单元中电抗器或中压变压器螺栓松动。

(4)电流互感器常见异常现象的判断及处理。

1)电流互感器过热,可能是内、外接头松动,一次过负荷或二次开路。

2)互感器产生异音,可能是铁芯或零件松动,电场屏蔽不当,二次开路或电位悬浮,末屏开路及绝缘损坏放电。

3)绝缘油溶解气体色谱分析异常,应按GB/T 7252进行故障判断并追踪分析。若仅氢气含量超标,且无明显增加趋势,其他组份正常,可判断为正常。

4)电流互感器二次回路开路的处理:①立即报告调度值班员,按继电保护和自动装置有关规定退出有关保护;②查明故障点,在保证安全前提下,设法在开路处附近端子上将其短路,短路时不得使用熔丝。如不能消除开路,应考虑停电处理。

(5)互感器着火时,应立即切断电源,用灭火器材灭火。

(6)发生不明原因的保护动作,除核查保护定值选用是否正确外,还应设法将有关电流、电压互感器退出运行,进行电流复合误差、电压误差试验和二次回路压降测量。

(三)电力电缆

电力电缆发生故障后的处理方法如下:

(1)无论何种电缆,均须在电缆与电力系统完全隔离后,才能进行鉴定故障性质的试验。

(2)通过测试,发现电缆故障部分后,应按《电业安全工作规程》的规定进行工作。

(3)清除电缆故障部分后,必须进行电缆绝缘的潮气试验和绝缘电阻试验。检验潮气用油的温度为150℃。对于油绝缘电缆,不能以半导体纸有无气泡来判断电缆绝缘的潮气,而应以绝缘纸有无水分作为判断潮气的标准;对于塑料电缆则以导线内有无水滴作为判断标准。

(4)电缆故障修复后,必须核对相位,并作耐压试验,合格后,才可恢复运行。

(5)电缆无论为运行或试验故障,其故障部分经发现割除后,应妥善保存,进行研究并分析原因,采取防止对策。如故障属于制造缺陷的,应提出证实缺陷资料及报告,以便必要时交制造厂。如修理电缆故障无需割故障段,则应在现场进行评细分析。

(6)修理电缆线路故障,除更改有关装置资料外,必须填写故障测试记录及修理记录,并分别存档。