1)500kV开关站第1、2、3、4串合环运行,500kV糯普甲线运行、糯普乙线机组处于检修态;#5、#6、#7、#8、#9机组处于停机态;
事件经过按糯扎渡电厂机组检修计划,6月10日电厂开展7号机组检修工作。为配合机组检修安全措施实施,电厂于6月9日20:46开展10kV厂用电3段由1号进线段2号进线。糯扎渡电厂直流电源系统电气接线见图一。
处理过程1、故障信号报出后,检查发现7、8号机组400V自用电a、b段进线均合闸(见图二)。
2、检查发现7、8号机组220V直流馈电柜、LCU、发电机装置、机组稳控从机掉电。值班负责人立即安排操作人员于21:24手动按下7、8号机组直流充电柜内交流进线双电源切换交流接触器(见图三),直流充电机交流进线号机组直流系统恢复供电运行,7、8号机组稳控从机、稳控主机等装置告警信号复归。同时值班负责人立即通知人员进厂检查处理。
3、人员对7、8号机组两段直流系统进行检查,发现7号机组直流系统#36、#50、#79、#88蓄电池单体过电压,#36单体电压显示为7.99V(见图四),#50单体电压显示为11.35V,#79单体电压显示为13.9V,#88单体电压显示为15.1V;8号机组直流系统#67、#74蓄电池单体过电压,#67单体电压显示为10.87V(见图五),#74单体电压为显示7.1V,并且报出直流母线绝缘下降。单体蓄电池过电压是蓄电池内阻增大或开的典型特征。
4、因8号机组直流报出直流母线绝缘下降,为防止直流两点接地情况出现,人员对8号机组直流系统进行检查。断开8号机组直流系统蓄电池接通开关后,直流母线号机组直流系统单体过电压的蓄电池,发现#67蓄电池外壳开裂且有泡沫流出(见图六),判断直流母线绝缘下降由该蓄电池漏液所致。#74蓄电池外观完好。随后更换8号机组直流系统#67、#74故障蓄电池,检查无异常后,将8号机组直流系统蓄电池组投入运行。
5、人员依次更换7号机组直流系统#36、#50、#79、#88蓄电池,检查无异常后,将7号机组直流系统蓄电池组投入运行。
6、7、8号机组直流系统恢复运行后,人员对双电源切换装置及控制回进行检查无异常后,对7、8号机组直流系统双电源切换装置进行现场试验,测试接触器动作时间与定值一致,具体如下:
人员现场对拆下的7、8号机组故障蓄电池做内阻测试。由于国标及电力行业标准对胶体蓄电池的内阻值无具体要求,借鉴《通信用阀控式密封胶体蓄电池》(YD-T-1360-2005),糯扎渡电厂胶体蓄电池的测试结果不满足该标准要求(蓄电池内阻值≤1.4mΩ)。对蓄电池局部解体发现存在负极汇流排严重腐蚀及开(见图七)。
机组直流蓄电池组共10组(9号机组为2组,其余机组为1组),直流蓄电池组均采用海志牌电池,其中7、8号机组直流蓄电池组运行近6年,期间电厂按检验周期进行蓄电池组充放电试验。
糯扎渡电厂直流系统由直流充电机(由6个充电模块组成)、交流模块、交流双电源切换接触器、蓄电池组、微机器、空气开关、馈电屏等组成,原理图见图八。直流电源负载由两供电电源:一由400V自用电a、b段两电源切换为1台充电机供电;另一电源为直流蓄电池组。
艾默生公司EAU01交流模块用于双交流进线(一主一备)检测及双交流电源自动切换,交流模块的工作电源为直流220V,取自直流母线。通过接触器的投切控制两交流电源输入。接触器采用高压吸合(吸合电源取自EAU01工作电源-DC220V或AC220V)—低压(EAU01输出DC12V)保持模式。正常情况下,充电机由400V主用交流电源供电,当400V主用交流电源异常,交流模块延时10秒断开主用接触器断开主用交流电源,再延时5秒合上备用接触器投入备用交流电源。交流模块接触器接线图见图八。
【注:糯扎渡电厂EAU01设置主用交流电源优先模式,当主用交流电源失电时,自动切换至备用交流电源,当主用交流电源恢复时,会自动切回主用交流电源(EAU01也可设置手动切换模式,主用切换至备用后,主用恢复后不再自动切换至主用,只能手动切换至主用电源)。当交流模块检测到主用交流电源(Normal)正常,模块延时0.5s(可整定)切至主用交流电源,NR+、NR-输出DC220V电压,使主用交流电源接触器线圈吸合,接触器闭合。切入主用交流电源后,NR+、NR- 输出DC12V电压保持使线kV切换操作时接触器线V保持电压。
7、8号机组直流系统主用交流进线电源均取自各自机组自用电a段,由10kV厂用电3段供电。7号机组自用电b段由10kV厂用电1段供电,8号机组自用电b段由10kV厂用电2段供电。本次厂用电倒换过程中,直流系统主用交流进线s后蓄电池组开,整段直流母线失电,交流模块失去直流工作电源后无法输出DC12V接触器保持电源,导致主用接触器线kV备自投切换后,由于交流模块的直流工作电源未恢复,模块无法控制接触器吸合,两交流电源接触器仍断开,充电机无交流电源输入,不能输出直流,最后致使7、8号机组直流系统失电。
正常情况下,在交流电源失电期间,蓄电池为模块提供工作电源。模块输出的DC12V保持电压使主用交流电源接触器保持。如充电机交流电源在蓄电池失电前恢复,蓄电池失电后充电机能为模块提供直流工作电源,使主用交流电源接触器保持,充电机保持直流输出。本次事件中,由于直流系统交流进线s内蓄电池组已开,导致发变组、稳控从机、励磁调节器、调速器等涉网设备失电闭锁。
《南方电网电力系统继电反事故措施汇编》(调继〔2015〕5号)4.1.1,明确提出"任何情况下不得无蓄电池运行(包括采用硅整流充电设备的蓄电池),当蓄电池组必须退出运行时,应投入备用(临时)蓄电池组。""11.28"岩滩电厂升压站直流失电事件发生后,南网总调印发了调继〔2017〕19号文《关于岩滩电厂500kV升压站直流电源失电事件的通报》,并召开视频会议再次强调各电厂要"高度重视和直流电源等涉网设备紧急缺陷的处理,避免N-1故障造成开关、拒动或误动"。糯扎渡电厂未吸取岩滩电厂的经验教训,对蓄电池核容中出现的问题,仍未采取紧急采购流程,不积极应对蓄电池全失的风险。2、对蓄电池异常的风险认识不足糯扎渡电厂12套直流系统及其蓄电池组(海志)于2012年8月至2014年6月陆续投入运行。根据《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与技术规程》(DL/T 724-2000),2014年糯扎渡电厂对全厂蓄电池组做投运后的第一次核对性放电试验,试验结果合格。糯扎渡电厂2015-2016年对全厂蓄电池组做核对性放电试验,试验结果合格。2017年11月电厂对全厂机组及开关站蓄电池组做核对性放电试验,发现7、8号机组直流1段蓄电池组3节蓄电池、2段蓄电池组12节蓄电池容量不合格。3、4号机组直流1段蓄电池组7节蓄电池、2段蓄电池组12节蓄电池容量不合格。根据DL/T724-2000第6.3条"若经过3次核对性放充电,蓄电池组容量均达不到额定容量的80%以上",糯扎渡电厂判断此组阀控蓄电池使用年限已到,需进行整组更换。
发现部分蓄电池组容量不满足要求后,糯扎渡电厂未引起足够重视,错误认为蓄电池性能虽然恶化但仍能维持短时供电,未认识到蓄电池开(不具备带载能力)的风险,同时错误认为两段直流母线由两组充电机供电、每台充电机经10kV备投、400V备投和交流模块电源切换供电的可靠性高,按蓄电池组裕度退出少数问题最严重的单体蓄电池后,继续按照检修计划开展直流系统的检修工作,检修工作完成后,2018年一季度才统筹安排蓄电池更换计划,计划采购1组蓄电池更换7、8号机第二组蓄电池,并将更换下来的同批次合格蓄电池临时替换其它组不合格的蓄电池。糯扎渡电厂按照正常的采购流程实施技改,未申报紧急采购或开展抢修。
事件发生后,糯扎渡电厂对涉网设备最多的升压站蓄电池组做核容试验,对第一组蓄电池两次充放电后不合格的单体蓄电池已增至7节,蓄电池性能在短时间内恶化情况严重。对升压站不合格的蓄电池解体发现同样存在负极汇流排腐蚀情况。
艾默生公司EAU01交流模块的工作电源可采用4种供电方式:1组直流、1组交流、2组直流、2组交流。糯扎渡电厂EAU01采用1组直流供电,电源取自充电机接入的直流母线,根据前述说明,如蓄电池在充电机交流电源恢复前开,直流母线即会失电,导致交流模块工作电源失电。
糯扎渡电厂EAU01控制模式设置为主用交流电源优先模式,当主用交流电源失电时,自动切换至备用交流电源,当主用交流电源恢复时,会自动切换至主用交流电源,即在非检修、故障的正常工况下充电机始终接入主用交流电源。7、8号机直流系统每台充电机的主用交流电源和备用交流电源源自不同段10kV母线,两台充电机的主用交流电源均取自10kV 3段,备用交流电源分别取自10kV 1段和2段,即2台充电机的主、备用交流电源共取自3段10kV母线。糯扎渡电厂错误认为其供电可靠性高,但正常工况下两台充电机均接入取自同一段10kV母线kV厂用电切换时两台充电机同时短时失电,叠加两组蓄电池开、两台充电机交流电源切换不成功的多重故障,最终导致本次两组直流失电。
2017年11月糯扎渡电厂在检修工作中即发现多组蓄电池不合格,糯扎渡电厂未严格执行本厂及上级单位的缺陷管理制度,未按缺陷管理制度中的缺陷等级定义将该缺陷定级为紧急、重大缺陷,未将该缺陷录入集团生产管理系统,缺陷管理未闭环。
糯扎渡电厂及上级单位的缺陷管理制度对缺陷分类有描述性定义,但未对缺陷类型、缺陷等级等做详细分类,如对蓄电池组缺陷,未按蓄电池开、蓄电池膨胀漏液发热、蓄电池容量不足80%、单体蓄电池过压或欠压、蓄电池连片极柱腐蚀氧化等做缺陷的分类、分级。
技术监督单位在2017年度的技术监督报告中指出糯扎渡电厂蓄电池组的问题,蓄电池活化后如仍不满足要求应予更换,并将此列入项,未列入问题项。糯扎渡电厂在2018年一季度的技术监督报告中未将蓄电池组容量不足的缺陷列为重大缺陷。对蓄电池组的的技术监督未闭环。
糯扎渡电厂一季度开展采购的1组直流蓄电池已到货,目前已完成升压站不合格的第一组蓄电池组的更换。糯扎渡电厂已启动其它蓄电池组的紧急采购流程。6月15日完成10组蓄电池购置申请编制,6月16日通过电厂采购管理委员会审议,6月17日召开厂长办公会决策同意采购立项,6月18日完成采购计划报送华能澜沧江公司物资部集中采购,预计7月底全部蓄电池到厂后更换。岩滩电厂"11.28"升压站直流失电事件发生后,大唐集团广西分公司将蓄电池纳入框架协议招标,缩短了蓄电池缺陷处理周期。糯扎渡电厂后续对蓄电池实施紧急采购,或借鉴相关电厂经验,与上级单位协商将蓄电池纳入框架协议招标的可行性;缩短蓄电池采购及消缺时间。
本次7、8号机两组直流系统同时失电是由两组蓄电池开、EAU01交流模块设置主用交流电源优先模式且两台充电机的主用交流电源源自同一段10kV母线交流模块的工作电源取自充电机接入的直流母线等多重因素同时作用造成的。目前糯扎渡电厂已临时调整两台充电机的主用交流电源接入不同段的10kV母线交流模块的控制方式和交流电源接线的综合优化方案,调研分析EAU01交流模块工作电源采用2组交流或2组直流的可行性方案。优化方案确定后实施整改。
糯扎渡电厂参考《南方电网二次设备缺陷标准库》等缺陷分类标准,细化涉网设备的缺陷分类、分级标准;加强对设备缺陷的闭环管理,确保设备缺陷记录及时、准确。
糯扎渡电厂计划7-8月将本次开的蓄电池送国家级蓄电池检测机构检验,并进一步查明蓄电池质量恶化原因。参考《南方电网阀控铅酸蓄电池标准技术规范书》等技术规范书,与上级单位协商完善蓄电池技术规范书,在后续的蓄电池采购中加强质量把控。
电厂及上级单位、技术监督单位严格执行技术监督标准,落实技术监督的闭环管理要求,通过技术监督及时发现涉网设备和影响涉网设备的直流电源的问题并监督问题整改。及时、准确地记录技术监督发现的问题,提出准确合理的整改意见。对技术监督工作中发现的涉网设备及影响涉网设备的直流电源等紧急、重大缺陷及时通报调度机构,务求涉网风险可控。
糯扎渡电厂配置蓄电池放电测试仪和内阻测试仪,按检验周期对蓄电池组做放电核容试验,但未定期测量单体蓄电池内阻,不利于在放电试验的间隔期发现运行多年后性能快速恶化的单体蓄电池。糯扎渡电厂后续按关标准及《南方电网220kV及以上系统并网电厂继电涉网安全精益化检查作业表单》(调继〔2018〕10号)的要求,提高蓄电池的运行水平;确保蓄电池不过充、不欠充;加强内阻测试,测试周期不超过3个月,对内阻变化大的单体蓄电池采取相应措施;调研分析加装蓄电池在线监测装置的可行性,自动监测蓄电池内阻、电压、温度等。
7、组织开展直流系统的相关培训,提高蓄电池的运行水平。华能澜沧江公司组织下属电厂在7月上旬开展了直流电源系统培训工作。
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