一起發(fā)電機在運行狀態(tài)下誤操作接地刀閘引起三相弧光短路事故的原因分析及預(yù)防措施

陶瑞基 謝忠忠

摘要：針對一起發(fā)電機在運行狀態(tài)下誤操作接地刀閘引起三相弧光短路的事故，進行了原因分析，并制定了預(yù)防措施，為同行分析處理類似事故提供了參考。

關(guān)鍵詞：勵磁投入;并網(wǎng)操作;接地刀閘;弧光短路

1 事故概述

2019-09-20T03：50，某發(fā)電分廠余能作業(yè)區(qū)在操作1#CDQ發(fā)電機并網(wǎng)過程中，人員誤操作造成1#CDQ并網(wǎng)柜601柜三相弧光短路，影響1#CDQ發(fā)電9 h。

2 事故處理過程

2.1? ? 事故發(fā)生前相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)

該事故發(fā)生前，余能作業(yè)區(qū)1#CDQ發(fā)電機停機進行了電抗器本體檢查，按要求合上了1#CDQ開關(guān)601接地刀閘，將1#CDQ發(fā)電機定子接地。操作人員完成電抗器本體檢查后，準備恢復(fù)1#CDQ發(fā)電機運行，此時未將601接地刀閘拉開，使得1#CDQ發(fā)電機定子為接地狀態(tài)。發(fā)電機單線圖如圖1所示。

2.2? ? 事故處理過程

1#CDQ發(fā)電機組定速后，當班調(diào)度人員同意并網(wǎng)操作，操作人員合上1#CDQ發(fā)電機勵磁輸出開關(guān)，而且操作了增磁開關(guān)，發(fā)現(xiàn)勵磁系統(tǒng)無法增磁，發(fā)電機無法建立電壓，此時操作人員未將增磁開關(guān)歸零位。1#CDQ發(fā)電機兩套勵磁通道報警，手動復(fù)位后報警消失，但此時并未斷開勵磁輸出開關(guān)。

因勵磁通道報警，操作人員對1#CDQ發(fā)電機并網(wǎng)柜601柜進行檢查，發(fā)現(xiàn)接地刀閘在合位。操作人員判斷為601接地刀閘未斷開造成發(fā)電機無法建壓，于是對1#CDQ開關(guān)601接地刀閘進行分閘操作。操作人員在操作過程中發(fā)現(xiàn)，601柜冒火花并伴有放電聲，隨即放棄操作，與此同時，1#CDQ發(fā)電機差動保護動作，聯(lián)跳發(fā)電機滅磁開關(guān)，汽輪機聯(lián)跳保護動作。操作人員將其情況匯報給作業(yè)長，待1#CDQ發(fā)電機停機后，打開發(fā)電機并網(wǎng)柜601柜后蓋板，用滅火器滅火。

相關(guān)技術(shù)人員陸續(xù)到達現(xiàn)場，經(jīng)對故障設(shè)備確認后，通知檢修人員安排搶修，更換了1#CDQ并網(wǎng)柜601柜過電壓保護器，處理電纜頭絕緣等，使電纜絕緣合格，重新開機沖轉(zhuǎn)，發(fā)電機并網(wǎng)成功。

2.3? ? 事故還原

根據(jù)當事人的操作回憶，結(jié)合相關(guān)報文、發(fā)電機及勵磁裝置的工作原理，本文還原事故發(fā)生經(jīng)過，發(fā)現(xiàn)多個操作步驟存在問題：

（1）操作人員在投入勵磁裝置輸出開關(guān)前，未拉開1#CDQ開關(guān)601接地刀閘，導(dǎo)致投入勵磁裝置后發(fā)電機無法建立電壓。

（2）操作人員在拉開1#CDQ開關(guān)601接地刀閘前，未將勵磁裝置輸出開關(guān)斷開，發(fā)電機轉(zhuǎn)速仍保持在3 000 r/min，在勵磁裝置輸出開關(guān)不斷開的情況下，此時在拉開發(fā)電機接地刀閘的瞬間，發(fā)電機定子建立了電壓，相當于帶負荷拉開接地刀閘，引起三相弧光短路，造成1#CDQ開關(guān)601接地刀閘第一次短路。

（3）在拉開了1#CDQ開關(guān)601接地刀閘發(fā)生弧光短路后，操作人員因慌張，且不熟悉發(fā)電機與勵磁裝置工作原理，汽輪機雖已跳機，但發(fā)電機仍存在剩磁，發(fā)電機轉(zhuǎn)速因慣性仍保持在3 000 r/min，再次合上接地刀閘，造成1#CDQ開關(guān)601接地刀閘第二次短路。

3 事故原因分析

本文經(jīng)認真分析，此次事故可認定為操作事故，具體的原因分析如下：

3.1? ? 主要原因

操作人員未嚴格執(zhí)行操作票制度。操作人員在1#CDQ發(fā)電機并網(wǎng)操作至第5步“將1#發(fā)電機601開關(guān)搖至工作位置”時出現(xiàn)了疏漏，直接跳至第6步操作，且操作票上無“檢查并網(wǎng)柜地刀在分閘位置”的操作步驟，僅依賴“將手車搖至工作位置”的五防聯(lián)鎖來判斷地刀位置，缺少確認地刀分閘狀態(tài)的步驟，是本次事故發(fā)生的主要原因。本次事故的核心操作步驟是確認發(fā)電機接地刀閘的分閘狀態(tài)，假如發(fā)電機接地刀閘在分閘狀態(tài)，就不會發(fā)生本次事故。

3.2? ? 重要原因

操作人員對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)工作原理不熟悉。當1#CDQ發(fā)電機無法自動增磁并報警時，操作人員檢查發(fā)現(xiàn)1#CDQ開關(guān)601接地刀閘在合位，操作人員不知道未斷開勵磁系統(tǒng)輸出開關(guān)時，操作接地刀閘相當于帶負荷拉隔離開關(guān)，在此情況下仍對接地刀閘進行分閘操作，導(dǎo)致三相弧光短路，這是本次事故發(fā)生的重要原因。此外，在已經(jīng)拉開1#CDQ開關(guān)601接地刀閘后，操作人員因慌張再次合上接地刀閘，汽輪機已跳機，但發(fā)電機仍存在剩磁，發(fā)電機轉(zhuǎn)速因慣性仍保持在3 000 r/min，相當于帶電合接地刀閘，造成接地刀閘第二次短路。

3.3? ? 管理原因

操作人員未嚴格執(zhí)行“兩票”制度，對操作人員的“兩票”制度培訓(xùn)不夠。

4 預(yù)防措施

4.1? ? 嚴格執(zhí)行操作票制度

發(fā)電廠管理部門對員工進行宣貫，強調(diào)嚴格執(zhí)行操作票制度的重要性，同時全面梳理余能作業(yè)區(qū)高壓電氣操作票，在發(fā)電機并網(wǎng)操作票上增加“檢查并網(wǎng)柜地刀在分閘位置”這一步驟，不能僅靠“將手車搖至工作位置”的五防聯(lián)鎖來判斷地刀位置。

4.2? ? 向員工培訓(xùn)發(fā)電機勵磁系統(tǒng)工作原理知識

操作人員應(yīng)該熟練掌握發(fā)電機勵磁系統(tǒng)工作原理，了解發(fā)電機定子在接地狀態(tài)下投入勵磁系統(tǒng)是無法建立電壓的，如果發(fā)電機定子在建立電壓的狀態(tài)下合上發(fā)電機的接地刀閘，相當于帶負荷合上接地刀閘，會引起三相弧光短路，造成嚴重后果。

4.3? ? 組織余能作業(yè)區(qū)員工進行“兩票”培訓(xùn)

（1）加強余能作業(yè)區(qū)基層基礎(chǔ)管理，加強“兩票”執(zhí)行力度，將本次事故編成典型案例，在作業(yè)區(qū)內(nèi)組織員工學(xué)習(xí)，對員工進行教育，強化重要的操作注意事項。（2）開展“崗位練兵”活動，提高員工應(yīng)對突發(fā)異常事故的處理能力，杜絕類似事故的再次發(fā)生。

4.4? ? 建議增加發(fā)電機并網(wǎng)柜接地刀閘電氣聯(lián)鎖功能

將1#CDQ開關(guān)601接地刀閘狀態(tài)開關(guān)串入發(fā)電機的并網(wǎng)聯(lián)鎖條件中，1#CDQ開關(guān)601接地刀閘必須是在分閘狀態(tài)下，才具備并網(wǎng)操作的首要條件，否則無法并網(wǎng)，這樣可避免帶接地刀閘投入勵磁裝置的誤操作，提高系統(tǒng)可靠性。

5 結(jié)語

發(fā)電機并網(wǎng)操作時，操作人員務(wù)必要檢查定子接地刀閘是否已經(jīng)拉開，是否具備并網(wǎng)條件，最好是確認發(fā)電機定子接地刀閘的開關(guān)狀態(tài)，可在技術(shù)層面上避免人員誤操作。當發(fā)電機勵磁裝置投入運行后，發(fā)電機無法正常建立電壓，應(yīng)該將勵磁裝置退出運行，再去檢查相關(guān)設(shè)備，否則很容易發(fā)生預(yù)想不到的設(shè)備故障，甚至引發(fā)安全事故。因此，發(fā)電廠通過利用必要的技術(shù)手段，提高操作人員的技能等措施，可盡量避免人為誤操作造成的不必要的損失。

[參考文獻]

[1] 王君亮.同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)原理與運行維護[M].北京：水利水電出版社，2010.

[2] 涂光瑜.汽輪發(fā)電機及電氣設(shè)備（第三分冊）[M].2版.北京：中國電力出版社，2007.

收稿日期：2020-08-06

作者簡介：陶瑞基（1974—），男，廣東信宜人，高級工程師，研究方向：供配電系統(tǒng)及其自動化。