董锦川
(国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂,河北 唐山064309)
基里隆III水电站位于柬埔寨王国西南部国公省,是国网新源国际投资公司以BOT方式在柬埔寨开发的水电项目。在中柬两国政府有关部门及公司上级单位的支持下,2004年公司开始进行项目前期工作,2008年2月6日,公司与柬埔寨政府及柬埔寨电力公司签订了以BOT方式开发基里隆III水电站的有关协议。基里隆III水电站工程于2009年3月5日正式开工,2009年12月20日实现截流,2011年7月4日完成下闸蓄水,2012年4月12日完成首台机组72h试运行,2012年4月22日完成第2台机组72h试运行。
电站装有两台单机9MW的混流式水轮机组,总装机容量18MW,多年平均发电量7855万kW·h,通过建设一条总长32km、电压等级115kV出线至基里隆I水电站,并通过基里隆I水电站至金边的输电线路向金边电网供电。枢纽工程由河床土工膜斜墙堆渣坝、右岸坝肩浆砌石重力坝、右岸开敞式溢洪道以及右岸引水系统、发电厂房和左岸生态流量引水建筑物等组成。大坝正常蓄水位331.5m高程,相应库容3463万m3,有效库容3111万m3;校核洪水位334.13m;额定水头268m。
2017年12月15 日18:31,基里隆III电站监控系统报:发电机保护动作停机,3号机组电气事故停机(流程自启动);发电机保护动作停机,4号机组电气事故停机(流程自启动)。18:31:21监控系统报:电气过速150%启动,4号机组紧急停机操作(流程自启动);机械过速140%启动,3号机组紧急停机操作(流程自启动)。18:37:46监控系统显示4号机组紧急停机操作成功(流程自启动),18:39:04监控系统显示3号机组紧急停机操作成功(流程自启动)。
机组保护盘检查发现3、4号机组定子接地保护动作,厂用变保护盘检查发现坝上64Tr隔离变过流保护三段动作,坝上隔离变F13开关跳闸,同时发现400V母线室内有异味。检查发现坝上64Tr隔离变B相有烧损现象,通知运维班组将F13开关拉至试验分位,对坝上64Tr隔离变进行进一步检查分析。
2017年12月16 日,对坝上64Tr隔离变进行检查,外观检查发现低压侧B相绕组上端有部分绝缘烧损情况,隔离变测温二次接线部分烧损,变压器母线套管未发现明显异常(图1)。对坝上64Tr隔离变进行直流电阻测量、绝缘电阻测量,测量结果均不合格。初步判断为变压器B相绕组绝缘薄弱部位与B相绕组支撑架之间放电,引起接地故障。
(1)跟踪监视3号、4号机组停机过程。
(2)查看机组保护盘柜及主变保护盘柜保护动作情况。
(3)将3号、4号机组停机情况汇报调度。
(4)对主变低压侧及6.3kV母线进行检查。
(5)将坝上隔离变开关F13由工作分位拉至试验分位。
(6)对开关站设备进行检查无异常。
(7)对3号、4号机组水车室顶盖螺丝、连杆、拐臂等部位进行检查,检查结果无异常。
(8)做好坝上64Tr隔离变检查的安全措施。
(9)对坝上64Tr隔离变进行直流电阻测量、绝缘电阻测量,测量结果均不合格。
(10)对3号、4号机组转子磁极软连接、磁极挡板、磁极线圈进行检查,未发现异常,定子绕组端部等检查,检查结果无异常。
(11)对3号、4号机组定转子进行绝缘测量,测量结果均正常。
(12)因坝上隔离变故障从而造成坝上设备无法正常运行,为防止坝上蓄电池出现过放情况,将坝上蓄电池系统进行解环。
(13)因现场无备用隔离变,目前坝上64Tr隔离变暂不能投入运行。安排特急采购计划,在国内进行相关类型的变压器采购工作。
图1 烧损的隔离变压器
(1)事发当天室外天气晴,厂房室内温度28.5℃,日间巡检时坝上隔离变温度40.8℃,无雷击、线路接地等情况引起坝上隔离变过负荷运行。经统计坝上隔离变满负荷大约为235A左右,其中坝上启闭机、天车电机等设备228.71A,其他负荷为坝上蓄电池系统浮充电、坝上工业电视摄像头电源。故障发生时启闭机电机、天车电机等设备均未运行,故不存在过负荷运行情况。
(2)故障前115kV系统电压为115kV;6.3kV母线电压为5.89kV;厂用400V电压为372V。
(3)现场检查变压器外观及内部未发现有金属异物、杂物、小动物等情况,排除因异物造成变压器接地故障的发生。
(4)2017年年初,基里隆III电站进行检修时曾对坝上隔离变进行直流电阻、绝缘电阻测量工作,测量结果合格。
(5)故障发生时,室内温度28.5℃,湿度48%,根据现场环境温湿度判断不是因潮湿造成隔离变压器接地。
(6)分析该隔离变在工艺制造时,工艺质量不良,经长时间运行使线圈绝缘性能降低,从而导致变压器B相绕组绝缘薄弱部位与B相绕组支撑架之间放电,引起接地故障。
隔离变在制造时工艺质量不良,造成B相绕组内部绝缘存在薄弱部位,长时间运行导致绕组绝缘性能降低,线圈内部击穿放电。
为预防和控制同类缺陷再次发生而采取的技术措施、管理措施,以及举一反三的排查和防控措施等见表1。
表1
本文针对柬埔寨王国基里隆III水电站隔离变压器由于制造工艺质量不良,经长时间运行使线圈绝缘性能降低,从而导致变压器B相绕组绝缘薄弱部位与B相绕组支撑架之间放电,造成接地的故障,进行认真分析及相应的检查处理过程进行了介绍。可以看出,原因是隔离变压器B相绕组内部绝缘存在薄弱部位,长时间运行导致绕组绝缘性能降低,线圈内部击穿放电,导致3、4号机组定子接地保护动作,两台机组相继事故停机。针对此问题该电站立即采取临时措施尽早恢复了机组的运行,同时,与相关厂家技术人员研究更换了新隔离变压器,通过近一段时间的运行情况看,取得了比较满意的效果。