电厂发变组雷击事故调查报告
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电厂＃9 发变组雷击事故调查报告1、事故简称：＃9 发变组遭雷击损坏事故2、企业详细名称：深圳海恩热电股份有限公司海恩热电厂；业别：电业/ 发电3、事故起止时间：2007年6月10日3时57分至2007年7月5日5 时4、事故发生地点：海恩热电厂内5、事故发生时气象及自然灾害情况：气温32℃，雷暴雨6、事故归属：海恩热电厂7、事故等级：一般设备事故8、事故类别：设备事故9、本次事故经济损失情况：（略）10、事故前工况：事故前＃9发变组因供热需要，一直连续运行，运行记录表明发变组各参数稳定、振动正常，机组所带负荷小于额定出力，发变组处于正常的运行状态。
11、事故主设备情况：（1）＃9主变型号：SFP7-75000/110，额定容量75MVA，天威保变公司生产，1995年11月投运。
上次年度检修时间于2007年1月7日结束。
（2）＃9发电机型号：WXBL05，4额定功率60MW，济南发电机设备厂生产，1995年11月投运。
上次大修时间于2007年1月7日结束。
12、事故经过：（1）2007年6月10日，＃9发变组和＃01高变在Ⅵ段母线上运行，欢热Ⅰ线和欢热Ⅱ线由Ⅵ段母线输出。
凌晨时分，雷雨交加，大雨倾盆，闪电频繁。
2时45 分，欢热Ⅱ线遭雷击跳闸，自动重合闸成功。
雷击时，欢热Ⅱ线B 相电流1584A，零序电流1461.6A，差动电流2340A，放电点距电厂1.2 公里。
以上数据表明，当时雷击导致线路B 相对地有闪络现象。
欢热Ⅰ线在欢热Ⅱ线跳闸期间正常运行。
（2）在欢热Ⅱ线遭雷击跳闸并自动重合闸成功时，＃９发变组运行参数出现瞬间波动，随即恢复正常。
由于户外仍是雷雨交加无法就近检查，并且机组又无异常报警信号，＃9 发变组继续运行。
（3）3时57分，＃9发电机突然跳闸，纵差保护、瓦斯保护、间隙零序保护动作，机组随即遮断。
运行人员、检修人员及相关领导现场检查发现，＃9 主变重瓦斯保护动作，低压侧a 相出线套管崩裂向外喷油，三相高压套管本体部件均发生位移，错位约20mm，冷却器拉杆从变压器本体挂钩上脱落，以上现象说明变压器内部发生了严重的短路冲击故障。
根据中性点零序保护动作的现象，初步断定＃9 主变中性点间隙遭受雷击过电压。
（4）事故发生后，电厂对＃9 发电机进行了预试检查，试验发现＃9 发电机的C相绕组直流耐压试验不合格，当测试电压升到9kV 时C相绕组出现放电现象。
试验表明，＃9 发电机C相定子线圈出现故障，必须处理。
13、事故报告、抢修情况：（1）2007年6月10日3 时57分事故发生。
4时20分值长通知电厂主管领导、安技部、检修部相关技术人员。
4时50 分，检修部到达现场处理，发现主变低压侧a相套管瓷件破裂喷油，关闭了＃9 主变油枕到主变的阀门，减少变压器油的泄漏。
（2）6 月10日5时20分，将初步检查结果（变压器内部出现严重故障）报告电厂安技部、检修部。
安技部立即向厂长、总工汇报并上报公司生技部和公司领导，同时通知公司企发部相关人员联系保险公司报险，随后公司生技部向深圳能源集团安委办进行了口头汇报，并在当天下午向深圳市贸工局电力处和深圳能源集团安委办进行了书面汇报。
（3）事故发生当天早上，由公司主管生产领导主持，在电厂召开＃9 主变初步事故分析和抢修方案研讨会，初步分析＃9 主变事故原因，安排＃9主变、＃9发电机后续检查工作，讨论事故抢险方案。
（4）6月10日16时，＃9主变油样化验结果表明变压器内部发生了电弧性故障，需要吊罩处理。
同时，经检查确定＃9 发电机定子C相线圈受到故障电流的冲击后，线圈绝缘材料已经损坏，需要修理。
电厂立即与制造厂家联系，制定了查找故障点和抽转子工作方案。
（5）6月11日9时，由公司总经理主持在电厂二楼会议室再次召开＃9主变和＃9发电机事故分析和抢修方案讨论会。
鉴于＃9主变故障不能在短期内消除，制造厂家认为需要近2 个月时间方可恢复运行。
为此，公司决定尽快将原＃4主变修复后安装于＃9 主变位置，以替换＃9 主变运行，缩短检修工期。
6）＃9 主变恢复经过：从6 月13 日开始，对损坏的＃9 主变进行了解体拆卸，并转运至三控汽机房内。
6月28日，原＃4主变抢修完毕，各项试验合格后运至＃9主变基础处，开始组装就位。
至7月4日，该变压器电气交接试验结束，各项试验数据合格。
7月5日凌晨，该变压器进行了零起升压试验、全电压冲击试验、保护带开关传动试验，一切正常。
7月5日5时，该主变一次并网成功。
运行数据表明，该主变温升、振动均在合格范围内，红外成像温度场均匀，无异常过热点，可以正常投入运行。
（7）＃9 发电机检修经过：6月14日，转子抽出。
经直流加电压试验，确定了第56槽定子线圈中间部位为故障点，与2006年12月大修检查发现的第55槽故障线圈相邻，该线棒必须更换。
在紧急联系厂家尽快提供新线棒的同时，对损坏的＃9 发电机线棒进行拆除。
6月25日，新线棒嵌到槽内，且耐压试验合格。
6月28日，＃9发电机定子绕组交流耐压试验合格。
6月29日，＃9发电机转子回装。
7月1日，＃9发电机交接试验结束，数据合格，具备试运条件。
7月5日，＃9发电机零起升压工作结束，空载满速运行，试验项目全部合格。
（8）为满足深圳保供电需要，在6月20日至7月3日期间，电厂采用了＃7燃机单循环发电，减少了事故停机时间约112.44 小时，减少发电量损失共计1054.60 万千瓦时。
（9）按照原＃9主变损坏情况，制造厂家认为修理需要近2 个月时间。
由于采取将原＃4主变修复后安装于＃9 主变位置，替换＃9 主变运行，使事故恢复时间缩短了35 天，极大程度的减少了事故造成的损失。
14、事故原因分析：（1）＃9 主变事故原因分析:＃9主变事故的原因是变压器在正常运行中遭受雷击造成，具体分析如下：7月4日，对＃9主变放油吊罩检查，发现低压侧a、b相绕组末端出线连接铜排间有放电烧灼痕迹并呈波浪状变形，A、B 相间隔板下端与绝缘纸板固定绑扎布带断开，绕组下部垫块崩出，铁心无明显缺陷但器身上附着大量碳黑异物，高、低压侧线圈无明显损坏。
查所有避雷器均完好且都有动作记录，但与故障前检查数据比，A相动作5次，B相动作2次，C相动作2 次，中性点避雷器未装计数器未能统计动作次数。
查变压器、避雷器接地线也完好无损。
避雷器多次动作表明欢热线多次遭受雷击。
在事故前一个多小时，与该发变组共用一条母线的欢热Ⅱ线就遭受雷击跳闸并自动重合闸成功，但＃9 发变组无异常报警信号，继续保持运行工况。
受雷击影响，＃9 主变多次承受了较高的雷电过电压。
查主变保护纪录，6月10日3时57分故障时发生了主变中性点间隙放电报警，表明故障时＃9主变110kV架空线路遭受雷击，发生对地闪络放电，导致主变中性点对地电压急剧升高（正常运行时主变中性点对地电压近似为0），击穿了间距为11cm的保护间隙，串联在保护间隙回路中的CT 保护装置检测并发出了报警信号。
因此，该报警信号确切地说明事故发生当时变压器高压线路遭受了雷击。
同时，深圳市气象局提供的材料也证实了事发当时深圳地区发生了强雷暴现象（凌晨2 时至4 时雷击超过4000 次）。
变压器是个电感线圈，当中性点保护间隙被击穿时，必然会在绕组中产生极高的自感电动势，即发生了过电压。
本变压器中性点安装了过电压保护装置，由保护电间隙和避雷器并联组成，正常情况下过电压能够通过避雷器吸收。
事故后，对主变高压侧及中性点的避雷器进行了试验，结果合格，表明当时各个避雷器均能正常工作，同时也表明事故发生时作用于变压器上的雷电波电压非常高、能量非常大，避雷器动作仅能吸收部分能量（如上所述，出口避雷器的计数器表明避雷器确有多次动作），并没能将过电压全部降下来。
由于该变压器绕组采用Ｙ- △接法，绕组中产生的过电压耦合到主变低压侧后，在低压侧a 相绕组引线所连铜排转角的尖端处因为场强集中，从而感应的过电压最高，导致与相邻的低压侧b 相绕组引线所连接的铜排之间产生电弧击穿，引发了低压侧a 相绕组线圈短路。
通过变压器解体检查发现，变压器高、低压线圈承受住了短路电流，未受到损伤，但是短路电流产生的巨大电动力，使低压侧引线铜排、高、低压套管受到损伤，变压器油严重碳化，并污染了整个变压器。
（2）＃9 发电机故障原因:①直接原因：＃9 主变遭受雷击造成＃9 主变低压侧a、b 相绕组发生相间弧光短路，即＃9发电机出口发生短路故障，致使＃9 发电机定子绕组承受了巨大的短路电流冲击，巨大的短路电流产生了强大的电磁力。
在该冲击力作用下，C 相绕组绝缘被破坏。
②间接原因：＃9发电机是调峰机组，须经受长期的频繁起停，致使绝缘材料频繁发生热胀冷缩的现象。
但是，该型号发电机定子线圈未设计滑移层，绝缘材料受到的应力不能得到释放。
在运行年限长且启停次数多的工况下，绕组绝缘极易发生老化磨损，使得绝缘水平逐渐下降，承受过电压、过电流冲击的能力也随之下降。
因此，设计缺陷是造成＃9 发电机故障的一个间接原因。
15、事故暴露的问题：（1）＃9 发电机因多次启停对发电机线圈的绝缘寿命影响较大，频繁启停的热胀冷缩引起定子线圈绝缘老化。
上次大修及本次抢修均发现多处线圈绝缘有磨损及松动现象。
（2）事故后对避雷器进行了检查试验，所有避雷器性能完好。
在避雷器均有多次动作的情况下，雷电波依旧对主变产生过电压损伤，说明事故发生时作用于变压器上的雷电波电压非常高、能量非常大，避雷器动作仅能吸收部分能量，并没能将过电压降下来，最终能量通过保护间隙释放。
这也说明雷电波超过了＃9 主变避雷器的防护作用。
16、对事故的定性、责任分析和对责任人的处理意见：1）事故定性：（2）＃9 主变事故责任分析：＃9主变故障当天，深圳地区雷电极为频繁，深圳气象局记录值为凌晨2 时至4 时雷击超过4000次，＃9 主变所在的欢热Ⅱ线遭受多次雷击。
3时57分，＃9发变组保护动作跳闸时，＃9主变中性点间隙放电的现象表明此时有强雷电波侵入。
事故发生后，重新核定全厂防雷设计，符合国家规程的要求，且＃9 主变的防雷设备数据正常，性能可靠。
因此，＃9 主变遭雷击受损，属遭受不可抗力、自然灾害的损害。
（3）＃9 发电机事故责任分析：＃9发电机存在定子线圈绝缘多处老化的问题，经受不了短路电流的冲击，属于因＃9 主变低压侧短路引发的派生事故，因此也属自然灾害引发的一般设备事故。
4）对＃9 发变组事故责任人的处理意见：由于＃9发变组事故的原因为遭受了不可抗力的自然灾害所引发的，作为设备归属单位海恩热电厂没有明显的事故责任，并且在事故发生后立即组织人力、物力进行了连续抢修作业，同时积极投入＃7 发电机单循环运行，降低了事故损失。
鉴于此，建议免去对海恩热电厂的事故处罚，但是海恩热电厂应认真吸取经验教训，结合实际编制该类事故的预防措施和应急处理预案，防止类似事故的再次发生。
