新店7.20

nullnull山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 1999年7月20日8时54分58秒，太原供电分公司220kV新店变电站发生了一起主控室着火、烧毁#1主变等设备，造成全站停电，并扩大到电网的严重系统事故。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 新店变电站位于太原市东北方向8公里处，1983年8月投产，1993年扩建。 全站主变容量 2×150MVA。 220kV六回出线，分别与500kV侯村变电站、220kV小店变电站和220kV赵家山变电站联络。 110kV出线11回，其中1回与太原二电厂联络，其余10回向太原地区供电。 10kV带2台所用变和4组电容器。null山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 1999年7月20日8时54分58秒，220kV新店变电站10kV B段配电室802开关（即#2主变10kV侧开关）的隔离刀闸8023下插头相间闪络发生3相短路。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 电容器823开关“低电压”保护正确动作，经0.5秒跳开823开关。与此同时，2#主变10kV过流保护正确动作，经1秒跳802开关，但没有切断10kV侧电弧，开断失败，灭弧室烧毁，配电装置起弧，导致事故的扩大。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 此时，2#主变高、中压侧的复合电压闭锁过流保护由于在10kV三相短路时灵敏度不足没有动作。而10kV故障点一直在差动保护范围外，差动保护也没有动作。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 在10kV配电装置放电起弧燃烧期间，发生了由铝排架构槽钢及其接地扁铁、开关柜内电缆屏蔽层及其接地线与地网构成回路的异点异相接地短路。由于开关柜接地不良（事故后检查接地电阻12欧），致使开关柜电位升高至约2000—4000V。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 开关柜所带的高电位经开关柜内烧焦裸露的控制电缆直接窜入主控室的交直流回路， 致使直流电源消失，时间大约在8时55分8秒。同时导致主控室控制屏和保护屏放电起弧着火。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 10kV配电室中电弧燃烧产生的大量高温游离气体冲出上部窗口及通风口，8时55分21秒，引起邻近的 110kV东母A相单相接地短路。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 由于此时直流电源已经消失，新店110kV母线保护及#1、#2主变的后备保护都没有动作。唯一的110kV联络线（向新线）二厂侧162开关LFP-941A接地阻抗II段及零序保护II段经0.5正确动作跳闸，重合闸因不满足同期条件而未重合。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 新店110kV母线A相故障时，由于全站直流电源已消失，造成新店变电站所有六条220kV线路保护均未发出高频闭锁信号，导致新店六条220kV出线对侧开关的CKF突变量快速方向保护超范围动作，A相跳闸。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 经过单相重合闸时间，六条线路全部重合。重合后，赵家山侧两回线CKF-1后加速零序过流保护动作三相跳闸，切除故障。小店、侯村侧后加速零序方向保护未动作。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 由于直流控制电源消失，本站所有保护不能出口跳闸，110kV东母A相接地持续7秒后，于8时55分28秒发展为110kV A、B两相接地短路。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 短路电弧沿东母向南运动，约5秒后，烧断新东线跨线绝缘子，A、B相引线跌落在西母，于8时55分33秒形成3相短路。110kV母线三相短路持续约4秒。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 新店110kV母线故障由两相发展为三相时，小店侧两回线保护的CKF-3突变量高频保护跳闸，切除故障。由于侯村侧保护装置报警回路在110kV故障由两相发展为三相以前已经动作，闭锁了CKF-3、CKJ-3保护，此后，CKF-3，CKJ-3保护一直未出口。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 与此同时，220kV全部出线对侧开关高频保护动作，A相跳闸，经0.6秒后重合，赵家山侧再次跳闸，小店侧和侯村侧未能再次跳闸；110kV 向新线162开关距离保护II段动作跳闸（0.5秒）未重合。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 #1主变在经历了110kV出口由单相到三相短路故障累计16秒的冲击后，于8时55分37秒，内部中、高压A相绕组纵绝缘破坏，形成220kV A相接地短路，变压器喷油起火燃烧。约3.4秒后形成220kV A、B相接地短路，紧接着发展为220kV三相短路，时间为8时55分40.85秒。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 当故障发展到新店220kV以后，由于侯村保护被闭锁而不能出口，其背后有三个电源点即：侯村联络变；侯海线；侯榆线。其保护动作情况如下：山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 1、侯村变压器保护 当故障发展到220kV故障时，由于故障量未达到侯村变压器后备保护的定值，因此，侯村变压器后备保护没有出口。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 2、侯榆线榆次侧保护 由于在新店110kV接地故障期间，侯榆线榆次侧保护已全部被闭锁，当故障发展到220kV故障时，榆次侧保护装置没有出口。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 3、侯海线海洛湾保护 在新店220kV故障期间，由于故障量未达到保护定值，保护没有出口。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 在220kV侧接地短路过程中，烧断#1主变A、B相引线并相继跌落在220kV西母导线上。220kV西母三相短路烧断母线导线，断落导线对设备、架构放电，烧毁侯新两回线西刀闸支持瓷柱以及接地引下线。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 刀闸架构失地带高电位，反击架构上380V交流电源箱内和附近部分开关端子箱内的电缆， 高压窜入380V配电室及主控室，击穿3面380V配电柜，击毁主控室照明，模拟屏短路起火，导致主控室大面积着火。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 西母导线和侯新2回线引线、西刀闸烧断后，#2主变处在不带电的西母南侧。220kV母线三相短路持续了约1分43秒，于8时57分23.85秒短路故障消除。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 在新店站220kV短路期间，由于500kV和220kV系统电压严重降低，无功缺额大，导致电气距离比较近的500kV系统机组和220kV北、东部系统机组强励动作。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 由于短路时间长，先后有8台机组（总装机容量2000MW）因定子过流保护或励磁机过流保护或失磁保护等动作，相继掉闸停机。山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况1、神头二电厂1号机组因电流超过定值，过电流保护正确动作跳闸。 2、大同二电厂五台机组因电流超过定值，过电流保护正确动作跳闸。 山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况3、阳泉二电厂2号机组因转子电压未引入，失磁保护误动作跳闸。3号机组因空预机械问题，于一小时后手动解列停机。 4、神头一电厂7号机组因送风机过电流保护达到定值，动作跳闸，引起锅炉负压保护动作，锅炉灭火。造成主汽门关闭，机组逆功率保护正确动作跳闸。 山西7.20事故基本情况山西7.20事故基本情况 事故期间最低频率 49.38Hz山西7.20事故原因分析山西7.20事故原因分析 1、802开关开断失败是导致这次事故的主要原因。 802开关动作的起因是8023插头柜内绝缘隔板绝缘爬距不够，引起沿面放电造成三相接地短路。山西7.20事故原因分析山西7.20事故原因分析 2、#2主变差动保护10kV侧CT位置距802开关较远、后备保护灵敏度不够是导致事故扩大的原因之一。 山西7.20事故原因分析山西7.20事故原因分析 分析认为： 一是#2主变10kV侧差动CT未靠近802开关，故障点已发展到802开关主变侧一定范围时，未能快速切除故障； 二是在10kV侧故障时， #2主变高、中压侧复合电压闭锁过流保护灵敏度不够，导致保护未动作。山西7.20事故原因分析山西7.20事故原因分析 3、直流操作电源消失是导致事故扩大的主要原因。 在10kV配电装置放电起弧燃烧期间，发生了由铝排架构槽钢及其接地扁铁、开关柜内电缆屏蔽层及其接地线与地网构成回路的异地异相接地短路。山西7.20事故原因分析山西7.20事故原因分析 由于开关柜接地线与主地网未连接，致使开关柜电位升高至2000—4000V。开关柜所带的高电压经开关柜内控制和合闸电缆直接窜入主控室的直流回路，直流回路绝缘击穿、短路，多处保险熔断，形成控母直接短路，烧断硅堆的引线，硅堆开裂，致使直流控制电源消失。山西7.20事故原因分析山西7.20事故原因分析 4、侯村变电站220kV侯新线284、285开关保护出口回路闭锁未能切除故障，是由变电站内事故发展为系统事故的主要原因。山西7.20事故原因分析山西7.20事故原因分析 5、主控室起火原因分析 在10kV高压配电室短路起弧过程中，高电压窜入低压交直流系统，并经电缆进入主控室，引起新钢线116保护屏内直流回路短路，116控制保险和中央信号总保险熔断，并波及116保护屏、110kV母联等处，直流和控制回路绝缘击穿起火。山西7.20事故原因分析山西7.20事故原因分析 另外，在220kV接地短路期间，烧断多处架构接地引下线，使架构带高电位反击刀闸电源箱中的380V 交流电源电缆，高电压进入380V配电室及主控室，击毁大部分照明壁灯及顶棚照明线路、模拟屏交流回路，短路起火，引燃三合板顶棚，发展为整个控制室着火。山西7.20事故原因分析山西7.20事故原因分析 6、#1主变烧毁原因分析 由于从110kV母线发生单相接地短路前，主变已失去保护，A相中压线圈受到持续近12秒的6646A-9412A接地短路电流冲击，及中、高压线圈持续4秒的三相短路4204A、2101A的冲击，大大超过其可承受的能力，致使其损坏。山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 1、本次事故中暴露出的10kV开关柜设备主要问题 开关柜产品设计存在绝缘隔板爬距不足、结构不合理、不便于日常维护清扫等问题，不能满足安全运行的要求。 当前对真空开关缺乏有效的监测手段，运行中不能及时了解开关真空度的变化情况。山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 对该类开关柜绝缘结构水平低缺乏认识，在检修维护工作，未采取特殊的清扫。山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 2、保护暴露出的问题 对于低压侧有电抗器的变压器没有考虑低压侧短路而低压开关拒动或开断失败时，及时跳开高、中压侧开关的措施，导致事故扩大； #2主变10kV侧差动保护CT装设位置距802开关较远；山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 CK系列保护装置的闭锁功能在设计原理上考虑不周。 继电保护设计、计算、调试部门的人员对继电保护有关规程理解不深，专业水平和能力有待进一步提高，对有些特殊问题的研究和理解不够。山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 当保护的配置、整定及接线不能满足电力系统安全稳定的要求，而继电保护规程中对此又无明确时，继电保护人员不能够从电力系统对继电保护的基本要求出发，很好地进行研究和加以解决。 如：继电保护有关规程中对复合电压闭锁回路如何接线没有做出明确规定，从而使继电保护生产厂家、基层设计、计算及调试人员在实际工作中无据可依。山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 又如，220kV系统中较大容量的联络变压器，当低压侧发生短路时（特别是10kV电压等级），按躲额定负荷整定的高、中压侧过流保护的灵敏度往往不足，但如何解决这种情况，继电保护有关规程中没有做出明确规定。山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 此外还有，500kV联络变压器在装设了阻抗保护后，过流保护是否需保留，技术规程中没有做出明确规定。山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 3、本次事故后发现10kV B段配电室接地网与主地网没有连接，开关柜接地不良，致使发生异点异相接地短路时开关柜体产生高电位，暴露出在基建和验收中把关不严，投运后对地网检查维护工作不到位。 山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 4、本次事故中暴露出10kV配电室门窗、通风口开设位置不当。 山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题5、本次事故直流控制电源消失暴露出的问题是，变电站直流系统薄弱。 当系统故障同时引起保护直流电源消失时，很容易引发全站停电等事故。 重要变电站两段直流母线连在一起运行，使直流电源受到事故冲击时的可靠性大大降低。山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 6、主控室着火暴露出的问题是： 主控室 “五防”模拟屏、顶棚三合板扣板和墙裙为可燃材料，使火势加剧与蔓延。 山西7.20事故暴露出的问题山西7.20事故暴露出的问题 7、本次事故中由于未采用事故应急通讯设施，延误了事故处理。null