电力及变压器反事故技术措施的形成与发展

2018-08-15 00:52王世阁张军阳陈润晶龚晨斌
东北电力技术 2018年6期
关键词:国家电网互感器短路

王世阁,张军阳,陈润晶,龚晨斌

(1.国网辽宁省电力有限公司,辽宁 沈阳 110006;2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院,辽宁 沈阳 110006;3.国网丹东供电公司,辽宁 丹东 118000;4.国网抚顺供电公司,辽宁 抚顺 112008)

“电业事故是工业上的一大灾害”,与事故做斗争是电业部门永恒的主题。为此,多年来电力系统为减少事故发生,保证安全发电、供电做出了不懈的努力。针对电力系统各类设备在系统内的运行表现和经常发生的事故及故障,总结规律、制订措施,减少同类事故发生的几率,即“预防事故的措施”,简称“反措”。这既是电力系统多年运行经验的总结,也是减少各类事故发生的重要手段。事实证明,此举对电力系统的安全、可靠运行起到了无可替代的作用,也是认真贯彻、落实“安全第一、预防为主、综合治理”方针的具体体现。

电力运行部门提出的“反事故技术措施”是各类设备多年运行经验的积累,也是从多次事故中总结的教训。因此,对产品制造、设备选型、电力安装、调整试验、生产运行等各方面都有参考价值和指导意义。同时相关各行业通过齐心协力、相互协调,变事后修理为事先预防。落实“反措”已成为电力系统各部门日常的、动态的行为,并根据设备变化,不断修订、完善各类设备的反事故技术措施。本文就电力反措的形成和变压器类设备“反措”的制订与修订发展等方面进行介绍,使人们更深刻地理解“反措”,从而更自觉地执行“反措”。

1 “电力反事故措施”的形成

由于“电”是一种特殊的产品,决定了“电力反措”存在的必要性。我国“电力反措”的由来应追溯到解放初期东北丰满发电厂开展的“百件事故预想活动”。丰满发电厂在建国初期的“一五”期间,由于大量新设备的投入、旧设备的老化加之缺乏管理经验,发电厂事故频发:1953年6月—1955年10月连续发生220 kV母线铁磁谐振过电压、对地放电;新变压器运行中发生高压线圈匝间短路烧损事故;水轮发电机轴瓦绝缘不良,引起轴电流烧损轴承;BB-220空气开关因消弧室密封垫圈位移、雨水进入,造成对地闪络,开关爆炸等。1954年,燃料工业部召开全国电业生产会议后在东北丰满发电厂“百件事故预想活动”就开展起来。大家讨论了本厂和外厂发生的事故,现有的和历史发生过的事故,从每次事故中找出血的教训,大家对“预防为主”、“居安思危”、“举一反三”、“警钟常鸣”等警句有了更深刻的认识。“从最坏处着想,向最好处努力”成为该活动的指导思想。通过对事故教训的讨论,找出了预防各类事故的措施,这就是“电力反措”的雏形。

2 变压器反事故技术措施的演变

变压器是电力系统的重要设备,其运行状况直接影响发电、电网以至电力用户的生产安全和用电可靠性。

为了提高变压器类设备的运行可靠性,根据事故发生原因和事故规律,在相关规程和标准之外,有针对性对某一时期多发事故提出防止事故的具体要求,力求不发生或少发生同类事故,这就是中国特色的“反事故技术措施”。另外,通过使用部门和制造部门良好协作,如原电力和机械2个工业部,针对一些普遍存在的重大问题(家族性缺陷),共同组成调查组或攻关组,以解决一些重大的质量问题,为提高变压器制造质量和运行水平起到了重要作用。

1975年,原水利电力部科技司针对当时变压器事故频发的问题,召开了“变压器技术经验交流会”,会议交流了各地变压器事故及运行情况,讨论了《预防变压器事故的技术措施》。会后,下发了《变压器技术经验交流会综合简报》。《预防变压器事故的技术措施》作为附件正式贯彻执行。

1977年,原水利电力部以(77)水电生字第79号文件“关于发送《预防大型变压器事故的技术措施》的通知”,将1975年的《预防变压器事故的技术措施》修改后下发。

1978年,针对薄匝绝缘变压器和围屏树枝状放电及水冷却器等故障,原水电部和机械工业部两部以〔1978〕176号文件,又对“反措”进行了完善,明确要求纠结线圈匝绝缘为1.95 mm,匝间工作场强不大于2 kV/mm等。

原水电部在1980年全国安全生产会议制订了《安全生产中急需解决的若干技术问题》,共16项,其中包含了《预防大型变压器事故的技术措施》的部分内容。

原水电部以水电部(85)电生火字第129号颁发了《预防大型变压器事故的技术措施》(适用于110 kV及以上的电力变压器),这是对1977年《反措》的进一步修订。同时明确对薄绝缘变压器仍按部(83)生技字第103号文《关于薄绝缘大型变压器返修处理的意见》的处理。

1987年,水电部将1980年安全生产会议制订的《安全生产中急需解决的若干技术问题》根据新的情况予以修订,由16项调整为18项,命名为《关于防止电力生产重大事故的重点要求》(简称十八项反措),变压器和互感器的反措列入其中。

电力、机械两部对20世纪80年代的“反措”在1990年全国变压器专业会上进行了全面修订,以能源电〔1990〕1083号文件下发,同时对厂用分裂变压器、薄绝缘变压器及老式电流互感器等提出了相应要求和处理意见,对正确使用设备提出具体的指导意见。

1992年,原国家能源部对《防止电力生产重大事故的重点要求》进行修订,并将内容由18项增加了“防止全厂停电”和“防止交通事故”,调整为20项,形成了《防止电力生产重大事故的二十项重点要求》(简称二十项反措),变压器、互感器列为第15章。

1996年9月,电力工业部以电安生〔1996〕589号文下发《关于印发〈变压器类设备管理规定〉等三个文件的通知》,其中附件二为 《预防110-500 kV变压器事故措施》;附件三为《预防110-500 kV互感器事故措施》。

2000年,国家电力公司以国电发〔2000〕589号文下发了《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》,其中“防止大型变压器损坏和互感器爆炸事故”列为第15章。

2002年12月,国家电力公司发输电输〔2002〕158号文《关于印发〈预防110 kV-500 kV变压器(电抗器)事故措施〉等两个文件的通知》,其中附件1为 《预防110 kV-500 kV变压器事故措施》,附件2为《预防110 kV-500 kV互感器事故措施》。

2004年,国家电网公司以国家电网生〔2004〕641号文下发《关于印发预防输变电设备事故措施的通知》,《预防110(66)kV-500 kV变压器事故措施》与《预防110(66)kV-500 kV互感器事故措施》作为文件的附件。

2005年6月14日,国家电网公司以国家电网生技〔2005〕400号文件下发“关于印发《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(试行)的通知”,它是在原国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》的基础上组织制订。变压器和互感器分列为第9、10章。

2012年,国家电网公司以国家电网生〔2012〕352号文件下发了《国家电网公司十八项电网重大反事故措施(修订版)》。变压器、互感器分列为第9、11章。

2014年,国家能源局以国能安全〔2014〕161号文下发了《防止电力生产事故二十五项重点要求》,该要求是在2001年原国家电力公司《二十五项重点要求》的基础上制定的。对《国家电网公司十八项电网重大反事故措施(修订版)》的9和11章进行了引用,将变压器和互感器合并为第12章。

3 不同时期《变压器反措》的主要变化

《变压器反措》于1975年由原水利电力部科技司制订,历经电力部、能源部、国家电力公司、国家电网公司,至2014年国家能源局以国能安全〔2014〕161号文下发文件,经过多次修改、完善,并根据不同时期的事故特点,突出重点要求,每个阶段都是与机械部密切配合,使《变压器反措》更完善、合理,更具可操作性。不同时期变压器反措对比见表1、表2。

1977年,水利电力部形成的《变压器反措》共列出8项内容,分别是:①预防变压器绝缘击穿事故,包括防止水分及空气进入变压器等6项内容共30条;②防止铁芯多点接地及短路故障,包括吊检时应测试铁芯绝缘等共6条;③预防套管闪络爆炸事故,包括110 kV及以上套管进行介损和电容量试验等共5条;④预防引线事故,包括保持足够的引线间及对地距离等共4条;⑤预防分接开关事故,包括变压器安装后投运前必须测量各分接位置的直流电阻等共3条;⑥防止变压器油劣化,包括薄膜密封变压器注油时防止假油位等2条;⑦防止变压器火灾事故,包括变压器干燥时做好防火措施等共6条;⑧预防为主,加强维护管理,包括有地震预报应采取防震措施等3条。

1996年,电力部的《变压器反措》较1977年有了较大变化,如预防变压器绝缘击穿事故,增加了防止工作电压下的击穿事故和防止保护装置误动拒动;防止铁芯多点接地及短路故障,提出了铁芯接地电流控制在300 mA的要求;预防套管闪络爆炸事故,提出了防止雨闪,套管真空注油和出厂试验采用实际套管等要求;防止变压器油劣化,要求对开启式储油柜进行密封改造等。

2000年,国家电力公司的《变压器反措》预防变压器绝缘击穿事故、防止铁芯多点接地及短路故障基本变化不大;预防套管事故一节增加了外绝缘要满足地区污秽等级要求,防止污闪雨闪、工频和雷电耐受电压要高一级,进行高原修正、500 kV套管宜选用导杆式结构、投运前静放时间:24/36 h、采用红外成像检查过热及油位等要求;预防分接开关事故增加了掌握有载开关切换次数,操作频繁可安装在线滤油装置的要求;防止变压器油劣化增加了金属波纹储油柜防止焊缝开裂和导轨卡涩等要求。新增加了预防变压器短路损坏事故和预防壳式变压器事故等2章,明确优先选用通过短路试验的产品、采用半硬铜、自粘换位导线及硬纸筒等措施、减少调压分接数量、分裂运行、加装电抗器、出厂宜进行频响和低电压阻抗试验;出口短路后经试验再投入运行等要求。

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施(修订版)》将变压器列为第9章,在内容上进行了较大调整,按设计阶段、制造阶段和运行阶段进行分述。

将防止变压器出口短路事故列为第一章,明确了全过程管理,240 MVA及以下应选通过突发短路试验的产品;220 kV及以上变压器驻厂监造验收、变电站10 kV出口2 km内宜采用绝缘导线,全电缆线路不应采用重合闸、应开展抗短路能力的校核等要求。

增加了防止变压器保护事故,明确本体和有载开关重瓦斯保护投入跳闸,需退出应经批准并限期恢复;轻瓦斯动作应取气检验,同时取油,查明原因并排除等要求。

防止变压器套管事故中增加油纸电容套管最低环境温度下不应出现负压,防止取油造成其负压。

表1 不同时期变压器反措对比1(1977—1996)

续表

表2 不同时期变压器反措对比2(2000至今)

续表

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2014年,国家能源局关于印发《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》,其中变压器、互感器列为第12章,内容基本采用了《国家电网公司十八项电网重大反事故措施(修订版)》,仅增加了变压器在遭受近区突发短路后,应作低电压阻抗和绕组变形试验并与原始记录对比,判断无故障方可投运;运行10年以上变压器油测糠醛含量对不同油种混油应慎重;用户必须存有套管将军帽结构图等内容。

4 结论

a. 电力反措是通过总结系统发生各类事故的教训,找出防止同类事故发生的具体措施。每一项措施都是付出代价的教训,因此对每一项反措都必须认真落实。

b. 变压器是电力系统的重要设备之一,变压器事故一般难以预知,事故难以重复、分析困难,事故损失较大、修复周期长,变压器事故对系统安全、可靠供电影响较大,落实变压器反措,减少事故发生尤为重要。

c. 电力部门的领导对《反事故技术措施》一贯十分重视,各届、各级领导都对执行反措提出具体要求。反措作为安全生产的重要组成部分,将认真抓逐项落实作为安全生产的重要工作之一。

d. 部颁反措适用于全国,但我国地域宽广,气候条件差别大,因此,不同地区根据地区特点制定适合本地区的补充措施,做到有的放矢,如东北电管局20世纪70年代以来制订了多项补充措施,对保证设备安全起到了重要作用。

e. 执行反措是一个动态过程,措施在不断发展、完善。不同时期又针对这一阶段的具体问题和多发事故制定有针对性的措施,如1978年反措重点是防止围屏树枝状放电、水冷却器故障,2010年反措将防止电动力破坏列为重中之重等。

f. 反措从主要是技术措施向技术措施兼管理措施转变,例如国网公司的变压器反措强调了选型、订货、验收及投运的全过程管理,对设计、监造、抽检等都提出了具体要求,并按设计制造、运输安装、设备运行不同阶段提出要求。

g. 随着电网规模的扩大和技术进步,越来越强调精细化管理。反措也进行了适应现阶段的调整,更多注意细节,更多强调管理。事实证明,精细化管理对控制设备事故起着不可替代的作用,很多事故原因可以归结为疏于管理。

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