YH電站發電機出口空氣開關爆炸原因

一、電站概況
　　YH壩后水電站位于閩粵邊界，水庫總庫容3850萬立方米，站內安裝一臺500千瓦的低壓水輪發電機組，發電機系贛州電機廠1983年11月產品，型號TSWB143/30-12, 定子繞組為B級絕緣，電站1985年5月并入縣電網運行。機組經一臺800kVA主變升壓，“T”接在35千伏線路上。同時發電機母線上還接有一臺S7-30/10近區變和0.4千伏直配線路一條。發電機出口設低壓自動空氣開關，變壓器10千伏、35千伏側采用跌落式熔斷器保護。

　　二、事故經過

　　⒈事故前運行工況

　　由于當時水庫水位較低，機組僅做調相運行。從電站提供的事故前運行記錄分析，機組屬正常運行。“設備絕緣電阻記錄簿”上記錄：電站檢修人員分別于2000年7月和2001年3月測量發電機三相對地絕緣電阻，分別為0.6MΩ、0.5MΩ符合規范不小0.5MΩ的要求，但阻值不高且有所下降。此前，發電機運行、試驗一切均正常。

　　⒉事故過程和處理辦法

　　2001年5月18日下午雷雨天氣，17：10分左右，一陣響雷過后，發電機出口自動空氣開關突然爆炸，發電機過流保護動作，機組與系統自動解列，值班人員立即關機、斷開滅磁開關，10千伏、35千伏熔斷器均未動作。事故發生后當晚，電站檢修人員斷開發電機中性點，用量程500伏的兆歐表測量定子三相繞組對地絕緣電阻：A相＝ 0.5兆歐　B相＝0兆歐　C相＝0.5兆歐，經仔細檢查引出線電纜，繞組端箍可以看到的B相繞組外露部位，均無故障點，初步確定為定子鐵芯槽內的繞組主絕緣破壞，金屬導體與鐵芯之間連通而接地。18：30分起進行５小時定子繞組三相短路烘干；5月19日又進行短路烘干處理后，測量各相繞組對地絕緣：A＝6兆歐、B＝0、C＝6兆歐，初步判斷B相繞組絕緣擊穿，造成對鐵芯對機組外殼接地。現已將發電機出口空氣開關更換為DW10-1500/3.從現場查看，發電機定子鐵芯兩端部繞組肉眼未看到明顯絕緣擊穿痕跡。抽出轉子后，查到了接地點所在的鐵芯槽位置，對絕緣損壞的線棒進行局部絕緣處理，耐壓試驗、絕緣電阻滿足要求后，下線就位，裝回轉子、盤車成功投入使用。
　　三、事故原因及結論

　　由于詔安縣屬沿海多雷區，年平均雷暴日60－80,高壓線路遭受直擊雷或感應雷侵害的機率較大。依照5月18日下午天氣狀況，事故發生應是由雷電波沿線路入侵發電機造成定子B相繞組絕緣擊穿損壞，形成對機殼接地，由于低壓發電機定子繞組中性點為引出、直接接地運行，B相接地電流通過電機定子鐵芯、外殼、大地和發電機中性點構成閉合回路，此時流過該閉合通道到的為單相接地短路電流。其次，傳遞到發電機定子三相繞組上的感應雷過電壓使流過發電機出口回路的三相不對稱短路電流幅值劇增，發電機出口空氣開關過流脫扣器動作，企圖斷開發電機主回路，但由于短路電流較大，開關遮斷容量偏小，無法迅速切斷電弧，最終造成自動空氣開關爆炸。

　　從上述分析可以得出結論：雷電波入侵發電機組，造成B相對鐵芯擊穿，引起單相接地故障。

　　四、存在問題與措施

　　⒈這次事故我們發現：電站主變35 千伏側FZ-35避雷器未見放電記錄器，可見電站電氣設備日常巡視和維護存在嚴重漏洞，是事故發生不可避免的一個重要原因。建議今后要完善全站防雷保護措施，每年雷雨季節前，應做好避雷器預防性試驗，同時使接地網接地電阻值滿足規程要求，保證避雷器動作后的殘壓低于變壓器和發電機的允許段沖擊耐壓值，。

　　⒉ 35千伏線路未架設進線避雷線，不符合《水力發電廠過電壓保護和絕緣配合設計技術導則》（DL/T5090-1999）的要求，應在進線段架設1～2公里避雷線；0.4千伏直配線未按防雷保護要求設計，建議采用地埋電纜線。

　　⒊機組運行較久，絕緣水平較低，這從所測量的試驗數據就可看出。建議電站平時應加強對機組運行的監測。