刘龙舞

(浙江石油化工有限公司，316000，浙江 舟山)

2014年4月24日凌晨2:21,某化工化南总变聚丙烯10kV开关柜在运行中发生A相接地故障,后发展为三相短路故障,造成该柜闪爆。除化南10kV4号线跳闸外,还引起越级跳化南4号主变,导致聚丙烯34线挤压造粒系统停运。经电气维护人员全力抢修,于当晚23:00恢复供电。次日凌晨,聚丙烯34线挤压系统恢复正常生产。

1  现场情况

2014年4月24日凌晨2:21,化南总变ECS电力监控系统连续收到“862SBB104 10kV4号PT零序过电压”“10kV4号PT接地报警动作”等报警信号。2:22,ECS发出“化南变4号主变A柜后备保护RCS9682装置报警”“化南变4号主变A柜后备保护RCS9681装置报警”等报警信号。总变值班人员现场检査化南2号中压配电设备,异常,立即汇报值班干部、班长、生产和电力调度,现场检查人员立即穿戴安全防护用品进行检査,发现聚丙烯10kV1号线862SBB104柜电缆仓内有大量弧光出现。刚撤离,就传来爆炸声。该配电室内大量浓烟密布,现场能见度极低,只好打119火警电话。

总变电站接线如图1所示。

图1  总变电站接线

线路故障切除后发生短时电压谐振,加剧了系统电压的不稳定性2。约13min后, 持续的高温高压及电气室内的杂质导致断路器上触头母线发生三相接地短路,开关柜内引发闪爆,事态继续扩大,最大短路电流达22kA。持续时间1.04s后,由化南10kV4号线柜和上级110kV1104断路器保护同时动作跳开化南4号主变双侧断路器,4号主变停电,测控回路线缆烧毁导致部分报文信息无法传达主控室。

系统岀现“RCS9681保护报警”“化南变4号变B柜差动保护RCS9673整组启动动作”“化南变4号变B柜后备保护RCS9681复压动作”“化南4号变A柜差动保护RCS9671CPU起动”“862SBB104开关分闸”等大量报警信息。

2:44,化南总变聚丙烯10kV1号线862SBB104柜保护出口动作,断路器事故跳闸。

2:57,报“化南变4号变A柜后备保护RCS9682整组启动”“化南4号主变1104断路器分闸”,化南10kV4号线和4号主变1104断路器同时跳闸,4号主变停电。值班干部安排人员做好防护措施,背负空气呼吸器赶赴该配电室,但因为室内烟雾浓密,能见度极低而无法进入,立即先打开配电室两侧安全门通风。电气人员做好安全防护措施后佩戴空气呼吸器进入,确认为化南聚丙烯10kV1号线

开关柜故障引起;立即用灭火器对事故开关柜灭火,并拉开10kVⅢ、Ⅳ段母联断路器。

4:09,现场险情得到初步控制,开具工作票对化南4号主变和10kVⅣ段母线进行停电转检修操作。生产副主任下令手动拉开4号主变104、1045高低压侧隔离刀闸进行隔离。

电气车间立即确定抢修施工方案,调集人员进入现场进行清理。检修人员加班加点拆除故障开关柜,吊运并在施工技术人员的指导下重新拼接安裝新盘柜,试验人员跟进试验调试,并对相关二次回路测试检查,确保施工质量。

当晚22:30,施工作业全面验收过关并一次受电成功。23:15重新调相,次日0:30,聚丙烯34线挤压机顺利开机,本次事故处理工作结束。

2 原因分析

本次事故化南总变聚丙烯10kV4号线2SBB104柜受损严重,开关柜面目全非,给故障排查工作带来不利影响。停电后检查发现, 事枚柜电缆仓三相电缆严重烧蚀,三相避雷器引线脱落,摇测各避雷器绝缘电阻1000MΩ, 直流泄漏试验各相合格,无明显差异。不排除避雷器引线排列不规范且安全间距过小的问题。

通过对爆炸影像、信息报文、故障录波、事故现场及厂方技术人员等的调查分析,事故原因初步查明。

(1)事故柜电缆仓A相避雷器引线处因安全距离不够而发生闪络接地,后发展为金属性三相短路接地故障

(2)事故扩大为三相接地短路,最大短路电流高达27kA,持续时间0.46s后事故柜保护动作断路器跳闸。2SBB104柜首次短路故障时的故障录波图如图2所示。含金属性烟尘仍在继续扩散到断路器仓。

(3)线路故障切除后发生短时电压谐振, 加剧了系统电压的不稳定性。约13min后,持续的高温高压及电气室内的杂质导致断路器上触头母线发生三相接地短路,开关柜内引发闪爆,事态继续扩大,最大短路电流达22kA。持续时间1.04s后,由化南10kV4号线柜和上级110kV1104断路器保护同时动作跳开化南4号主变双侧断路器,4号主变停电,测控回路线缆烧毁导致部分报文信息无法传达主控室。

2SBB104柜第二次短路故障录波图如图3所示。

经分析,各柜的继电保护装置动作是正确的。

3  整改措施

针对本次事故,为保证配电柜稳定运行, 制定了以下措施。

(1)定期安排人员保运,用红外成像仪对盘柜电缆接头处测温拍照,并将红外测温纳入每季度定期检查项目。

(2)在极端环境和积冰积雪及消融条件下强化各所电气设备特别是重要配电设备的巡检力度和频次。

   

图2  2SBB104柜首次短路故障时的故障录波图

(3)强化设备消缺、规范化和风险预防管理。增加对开关柜接头及断路器接头的无线测温装置,并将监测数据上传至ECS后台,可以实时监控,并实现超温报警。

 (4)在工厂停工小修期间,对总变所有

10kV配电柜内的避雷器引线头加强绝缘处理,并重新规整排列,确保安全间距。

 

图3  2SBB104柜第二次短路故障录波图

  

经过一年多的运行,系统基本平稳运行达到了预期效果。