刀闸支持绝缘子折断事故扩大致全厂停电.docx

1、刀闸支持绝缘子折断，事故扩大致全厂停电【事故经过】1989 年 10 月 24 日，某厂在进行 220kV 系统恢复固定连接运行的倒闸操作时， 发生 4 号主变副母刀闸 B 相母线侧下节瓷瓶在分闸操作过程中折断，引起 220kV 母线单相接地短路事故。母差保护动作后，全厂与 220kV 系统主网解列。母差保护切除部分机组后，剩余两台机组(1、3 号机)向 11OkV系统单端送电，因系统失稳，机组超速，事故扩大，导致全厂停电。此次重大事故致使已达 1922 天的安全记录中断。【原因分析】瓷瓶折断分析：4 号主变副母刀闸型号 GW4-220D 220kV/1000A，为某高压开关厂 1975 年产

2、品。瓷瓶为某高压电瓷厂 1975 年产品。该刀闸每年维修一次，最近的一次维修是在 1989 月 3 月 29 日。从这次维修到事故发生，期间共操作 20 次。从折断的 17 瓷瓶的断面察看明显分两个部分：一部分为光滑面，占总断面面积约 2/5；另一部分为粗糙面，占总断面面积约3/5。高压开关厂和高压电瓷厂派人来厂了解事故现场，对断口进行解剖，经与电厂方共同分析，鉴定认为：1、拆断处在下节瓷瓶下法兰口，外观检查未发现缺陷。观察断口，呈两个断面：从法兰口至棒径 3/5 处形成一个横断面，从横断面至第一伞的下根部形成一个斜断面。横断面粗糙，斜断面光亮。造成这一现象主要由于烧结温度局部偏高，玻璃相形成

3、过多，机械抗弯强度相对过低造成的。2、刀闸本体和机构操作正常，触指排列整齐，弹性较好，无卡、顶现象，装配无松动，转动灵活。但 14 年长期运行的拉、合操作，使危险断面处的瓷质“疲劳”，在分闸力矩作用下，因抗弯强度不够，造成折断。220kV 母线事故后，全与 220kV 系统解列，剩余的 1、3 号发电机各经容量相近的 1、2 号 11OkV 联变向 l1OkV 小系统送电。由于其间阻抗小、两机容最相近、调速器型号相同、调速系统特性相近，以及励磁调节器工作均正常。因此，1、3 号机之间未发生失步，中控室表计摆动方向是一致的，机组也未发出电磁失步时的鸣声。据此，对 110 kV 负荷来说，1、3

4、号机组可视为一台等值发电机。由于 110kV 受电系统是一个由该厂单端供电的小系统，因此，220kV 母线事故后，1、3 号机相当于是单机带小负荷状况运行。由 T 型凋速器结构特性可知，在切除缓冲壶的单机运行时，调节系统是一个仅有微量衰减的长时间振荡调节过程。根据水轮发电机组单机运行时转速调整关系 ddt=(Mt-Mg)I（式中，I-水轮发电机组的惯性矩，Mt-水轮机的动力矩，Mg-发电机的阻力矩）可知，在调节过程中的振幅大小，决定于负荷的性质及其波动幅度，以及发电机的惯性时间常数和调节系统特性。事故发生前 1、3 号机发出有功 142MW，220kV 系统解列后突变为只带 11OkV 系统的

5、 86MW 负荷， 由于调速器的非速动性， 使机组转速急剧上升而引起大幅度振动。从开始几个摆动看，机组过速保护未动作，这表明事故后在负荷第一次发生突变时，由于调速器的自动调节作用，尚未立即导致机组转速升至 140%。但此后 11OkV 系统各变电所低周切负荷（49.5Hz、0.5s 先后动作甩去 21MW 负荷）增加了扰动，再加上值班人员通过调节控制开关改变调速器调速位置，企图降低系统频率，减少系统摆动，反使扰动加剧。事实上，由于调节系统的延时性和调速器在事故后本身已在大的扰动下处在动态调节中，此时人工干涉很难合拍，将会产生适得其反的效果。后两种扰动，使调速系统超调量增大，直至引起 1、3 号

6、机组过速保护动作停机，导致继 220kV 母线事故后全厂停电，以致事故扩大。以瓷瓶折断事故发生到事故扩大，其间仅约 1min 左右时问。据调速器原理以及以往在机组单独带小系统运行时出力、转速摆动中，如能及时投入凋速器缓冲壶，将有利于调节的稳定，一般均可保持 l1OkV 小系统的稳定。【防范措施】为杜绝瓷瓶再折断落地，最有效的办法就是采取加并支持瓷瓶，刀闸瓷瓶在转动时一旦折断，由加并瓷瓶抱住，避免落地事故发生。某厂共有 24组正、副母刀闸，目前已加并了 5 组。当然，在刀闸检修质量完好的前提下，减少倒排次数，也可减少瓷质“疲劳”；开展超声波检测仪检测瓷件的探索工作，也是一种防范措施。1983 年该厂也曾发生过 220kV 瓷瓶折断事故， 那是由于合闸时触指顶撞引起。所以，改进刀闸触指结构、提高检修质量、坚持 1 年维修周期，应始终作为主要反措内容来贯彻。根据这次事故扩大的教训，增设投入机组缓冲壶的自动回路是必要的；对单独供 llOkV 系统时的稳定问题，应作进一步深入研究。另外，在这次事故中也暴露了接地系统因运行年久失修存在薄弱环节，对此已着手进行改进。