《电工技术》期刊精选——电缆中间接头接地引起的停机事故分析

电缆中间接头接地引起的停机事故分析

    朱永生

    （河津发电分公司，河津043300）

    [摘要] 针对一起6kV高压电缆中间接头接地故障导致机组停机事故，分析事故原因，并从设备停运后的检查、加强维护等方面提出事故防范措施。

    关键词 报警信号 零序保护 保护动作 接地

    0 引言

    大短路电流接地系统发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。电气设备中母线、电缆、电机的接地最为常见。本文通过分析河津发电分公司煤场堆取料机6kV高压电缆中间接头接地，导致＃1高厂变分支零序Ⅱ段保护动作，＃1机组厂用6.3kVAB段、380VAB段、380V1A段失电，＃1机组停运事故，提出设备隐患排查和事故防范措施。

    1 事故经过

    事故发生前，＃1、＃2、＃4机组运行，＃1、＃2机组有功负荷为350MW，＃4机组有功负荷为280MW，＃3机组检修，＃1机组厂用电由＃1高厂变自带，启/备变热备用，辅机运行正常。#1机组厂用电一次接线如图1所示。

    某日20时13分，＃1电气辅助控制屏发“高厂变A分支零序过流”信号，6.3kV1A段工作电源开关（52AT1A）跳闸，＃1发电机控制盘发“电气故障跳闸”信号，发电机出口开关（201）跳闸，6.3kV1B段工作电源开关（52AT1B）跳闸，启/备变低压侧52ST1B开关自投后跳闸，＃1电气辅助控制屏发“启/备变B分支零序过流”信号，6.3kV1A、6.3kV1B段失电，＃1机组跳闸，锅炉MFT、＃1柴油发电机自启动，接带400VEPC1A、400VEPC1B事故保安段运行。主机盘车油泵、小机事故油泵、空侧密封油泵、主机油箱排烟风机、空预器电动马达、直流冷却风机启动正常，机组处于安全停机过程。

    图1#1机组厂用电一次接线图

    就地检查6.3kV1A、6.3kV1B段，未发现故障报警信号，且电气辅助控制屏未发厂用负荷故障综合报警信号（6.3kVCPU故障）；从故障录波图获知6.3kV1A分支存在断续零序电流锯齿波。

    故障发生后27分钟时，将6.3kV1A、6.3kV1B段工作、备用电源小车开关及所有负荷开关拉至“间隔外”，摇测母线绝缘正常（10MΩ）；再由启/备变给6.3kV1A、6.3kV1B段母线充电。故障发生后37分钟时，摇测各负荷支路绝缘，并逐路恢复送电。故障发生后1小时17分钟时，将＃1发－变组转至检修状态，摇测＃1高厂变绝缘、共箱封闭母线绝缘正常；化验#1高厂变油质并与定期油质化验报告单对比，结果显示正常；检查瓦斯继电器无气体放出。故障发生后1小时9分钟时，摇测“No.1堆取料机（6126）”电源电缆绝缘时发现B相绝缘为1MΩ，但检查回路未发现明显故障点，于是终止该回路送电操作。故障发生后4小时37分钟时，检查出＃1高厂变A、B分支零序TA二次线在接到就地端子箱接线端子时接反，于是更正。

    故障发生后6小时2分钟时，经中调同意，＃1炉点火。故障发生后7小时47分钟时，＃1机组与系统并列，2小时后撤油枪投电除尘，#1机组恢复正常。使用“电缆故障探测仪”检查出故障点距6.3kV1B段约390m；就地检查，发现此处有一电缆接头出现故障。

    2 现场检查情况及分析

    2.1一次设备

    出现故障的电缆接头为No.1堆取料机（6126）电源电缆中间接头，发出刺鼻的焦糊味；将其剖开，发现外绝缘表面大面积电弧烧灼，且B相对地绝缘已被击穿了一个硬币大小的孔洞，引起故障点对屏蔽层放电；外观上，电缆中间接头内壁有些米粒大小的水珠，接头两端的密封胶已开裂。

    2.2继电保护

    （1）No.1堆取料机零序保护定值校验及开关传动。将No.1堆取料机电源开关推至“试验”位置合闸，用试验装置在零序TA端子排上通入1A（零序保护定值）电流，零序保护正确动作，开关跳闸，动作时间为0.2s，信号正常发出。拉开保护装置电源后又合上，保护动作记录未发生丢失现象。修复No.1堆取料机故障电缆中间接头后将No.1堆取料机电源开关推至“工作”位置合闸，重复上述试验，动作相同。

    （2）No.1堆取料机保护装置闭锁检查。将零序保护闭锁后，用试验装置在零序TA端子排上通入1A电流，零序保护动作，保护信号正确，出口闭锁正常。该试验可排除故障发生时零序保护未投入的可能性。

    （3）No.1堆取料机模拟实际故障检查。将零序保护的定值调整为0.2A；将No.1堆取料机高压电缆负荷侧的屏蔽层接地打开，与高压电缆负荷侧的B相短接；将No.1堆取料机高压电缆电源侧的屏蔽层接地打开；在电源侧的B相和屏蔽层间通入4A电流，零序保护正确动作，动作电流为0.2A。该试验表明No.1堆取料机高压电缆的零序TA屏蔽层接线正确，零序TA变比正确。

    （4）No.1堆取料机零序TA伏安特性试验结果见表1。

    表1No.1堆取料机零序TA伏安特性试验结果

电流/A	0.1	0.2	0.5	1	2	5	8	10
电压/V	0.68	1.51	4.12	8.83	13.6	14.5	14.8	15.1

    （5）No.1堆取料机零序TA饱和试验。在零序TA的一次侧通入90A电流（试验电流从零序TA的中心通入），零序保护动作，保护信号正确，动作电流为4.52A。该试验表明在有大接地故障电流时，零序TA未出现饱和现象，可正确工作。

    （6）就地检查保护二次回路发现，＃1高厂变A、B分支零序TA二次线在接到就地端子箱接线端子时接反，这便是本次事故扩大的主要原因。

    3 原因分析

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