电力事故预防措施

一、电力事故预防基础

(一)安全组织措施与技术措施

电力企业进行任何工程施工、设备安装、调试、启动、检修等工作,均应制订保证工作安全的三大措施,即组织措施、技术措施和安全措施。

1.组织措施

包括组织机构及工作过程中必须遵守的各项规章制度。

保证安全的组织措施:工作票制度;工作许可制度;工作监护制度;工作间断、转移和终结制度及恢复送电制度。

2.技术措施

包括必须执行的有关规程制度的条款(含工艺要求)和必须实施的具体技术措施两类。

必须执行的规程制度,如施工作业指导书、检修管理制度、操作程序等。

必须实施的具体技术措施,如保证安全的技术措施:停电、验电、接地、悬挂标示牌和装设遮拦。

3.安全措施

(1)在工程、作业的三大措施中,安全措施主要指大的方面,如“两票三制”、安全防护措施、动火作业要求、现场防火措施、施工作业范围等。

(2)施工前必须执行的具体安全措施,如发电厂、电力线路第一种工作票必须执行的安全措施,热力机械工作票必须采取的安全措施。

(3)施工作业人员应执行的安全措施,如保持对带电设备的安全距离。

(二)安全设施规范化与行为规范化

1.安全设施规范化

安全设施规范化是电力企业安全工作标准化的一个重要组成部分。明确安全标志、设备及安全工器具标志、警戒线、安全防护的图形规范和配置规范,目的是指导电力企业在生产现场安全设施管理上达到规范、统一,从而创造一个清晰、安全的工作环境,提高安全管理水平。

安全设施规范化的重点要求:发电厂、变电所、电力(电缆)线路应按要求实现安全设施规范化;设备标志齐全、清晰;介质流向清楚;安全防护设施符合要求;线路杆塔及各种辅助设施的标志牌齐全、正确、醒目。

(三)安全大检查

1.季节性安全大检查

(1)春季安全大检查。是以查防雷、防雨、防火、防小动物为主要内容的安全大检查。通过春季安全大检查,查出设备越冬后可能存在的缺陷,经过整改,为系统及设备迎峰度夏,并安全度过雷雨季节做好准备。

(2)秋季安全大检查。是以查防火、防冻、防污染、防小动物为主要内容的安全大检查,通过秋季安全大检查,为设备迎接冬季负荷高峰,并安全越冬做好准备。

2.单项检查和专业性检查

夏季防汛检查、重大社会活动安全供电检查、节前安全大检查、落实反事故措施专业安全检查等。

二、防止电网事故

(二)电网安全现状与形势

与发达国家相比,近10年来,我们在电网结构和技术装备相对薄弱的情况下,通过加强电网安全管理,落实电网安全稳定的技术措施,没有发生大的电网事故,一般电网事故也呈逐年下降趋势,保证了电网的安全稳定运行。但是总体来说,我们的电网安全还是低水平的安全,电网安全还没有实现长治久安的局面,电网运行过程中仍然存在多方面的安全问题,安全形势依然严峻。

1.跨区互联电网安全稳定问题突出

随着我国互联电网的发展,稳定破坏和大面积停电事故的危害性越来越大,大电网的安全稳定问题越来越突出。目前我国跨区互联电网处在发展初期,电网联系薄弱,主要跨区联络线输送功率已接近限额,而且部分设备陈旧落后,一些新投入的跨区联网工程也正处在设备故障率较高时期。因此,目前大区电网安全运行处于相对比较困难的时期,安全稳定问题尤为突出。

2.电网网架结构薄弱

近年来我国经济增长迅速,尤其是一些经济发达地区,用电量和用电负荷强劲增长,对电网的安全供电能力提出了越来越高的要求,但是目前的电网发展水平还不足以适应这种要求。此外,在电源和电网发展过程中,发展不协调,结构不合理,主干网架薄弱,造成现有电源的发电能力和电网的输电能力得不到有效发挥,加剧了部分地区电力供需的矛盾,对电网的安全稳定性带来严重影响。

3.外力破坏和自然灾害危害越来越大

外力破坏(如盗窃、施工)、环境污染、自然灾害一直是威胁电网安全的重大隐患,并有不断增加的趋势。近年来,因这类原因造成的电网事故占全部电网事故的约50%,但是目前电网企业还缺乏有效的防范手段和防范措施。而对于地震、台风、洪水等自然灾害有可能造成的电网大面积瘫痪,目前还缺乏系统性研究和评估,没有建立相应的预警机制。

4.电网安全管理水平有待提高

电网安全管理水平差距较大,事故的地区分布特征明显;二次系统问题突出,引发电网事故所占比例较大;设备故障造成电网事故,暴露出设备质量、工程建设、运行维护等各个环节的安全管理问题;人员误操作直接导致电网事故的发生。

(三)防止重大电网事故的对策

1.防止电力系统稳定破坏事故

认真贯彻落实《电力系统安全稳定导则》,按照三级安全稳定标准,建立防止稳定破坏的三道防线。加强和改善电网结构,特别是加强受端系统的建设,逐步打开电磁环网;积极采用新技术和实用技术,提高电网安全稳定水平;加强电网安全稳定“第三道防线”的建设与完善,结合本网实际,配置数量足够、分布合理的低频低压切负荷比例;加强电网计算分析研究,提高稳定计算水平。

2.加强继电保护运行管理,进一步提高正确动作率

适应形势变化和生产发展,实现技术、管理不断创新;加大科技投入,加快技术改造;强化技术监督,完善监督制度;加强规范化管理,减少人员三误(误碰、误接线、误整定)事故发生;加强元件保护管理;强化全员培训,提高人员素质。

3.应用好电力系统安全自动装置

通过采用电力系统稳定器、电气制动、快控气门、切机、切负荷、振荡解列、串联电容补偿、静止补偿器、就地和区域性稳定控制装置等安全自动装置,防止电力系统失去稳定和避免电力系统发生大面积停电。随着计算机技术的发展,应积极采用智能化的稳定控制策略,保证大电网的安全稳定。

4.建立事故预防与应急处理体系

进一步完善防止大电网事故的技术措施,结合事故类型和事故规律,制定并落实防止重特大事故发生的预防性措施,限制事故影响范围及防止事故扩大的紧急控制措施,以及减少事故损失并尽快恢复正常秩序的恢复控制措施。通过建立覆盖事故发生、发展、处理、恢复全过程的事故应急救援与处理体系,并有针对性地组织联合反事故演习、开展社会停电应急救援与处理演练,有效减少大面积停电事故所造成的损失,提高社会和公众应对大面积停电的能力。

三、防止电力设备事故

(一)防止发电机损坏事故

1.发电机事故类型

定子相间短路;定子、转子水路堵塞、漏水;转子匝间短路;漏氢;发电机非全相运行;发电机非同期并网;发电机局部过热;发电机内遗留金属异物;定子单相接地故障;转子一点接地;次同步谐振;励磁系统故障。

1)定子相间短路

(1)检查定子绕组端部线圈的磨损、紧固情况,防止定子绕组端部松动引起相间短路。

(2)加强对大型发电机环形接线、过渡引线、鼻部手包绝缘、引水管水接头等处绝缘的检查,对定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量,不合格的应及时消缺。

(3)严格控制氢冷发电机氢气的湿度在规程允许的范围内,并做好氢气湿度的控制措施。

2)定子、转子水回路堵塞、漏水

(1)水内冷系统中的管道、阀门的橡胶密封圈应全部更换成聚四氟乙烯垫圈。

(2)安装定子内冷水反冲洗系统,定期对定子线棒进行反冲洗。反冲洗系统的所有钢丝滤网应更换为激光打孔的不锈钢板新型滤网,防止滤网破碎进入线圈。

(3)大修时,对水内冷定子、转子线棒应分路做流量试验。

(4)扩大发电机两侧汇水母管排污口,并安装不锈钢法兰,以便清除母管中的杂物。

(5)保持内冷水质在合格范围内运行。

(6)加强监视定子线棒层间测量远见的温差和出水支路的同层各定子线棒引水管出水温差。

(7)装设绝缘过热报警装置,报警时应立即取气样进行色谱分析,以判断过热的物件和过热的程度。

3)转子匝间短路

(1)调峰运行的发电机,应在停机过程和大修中分别进行动态、静态匝间短路试验,有条件的可加装转子绕组动态匝间短路在线监测装置,以便及早发现异常。

(2)已发现转子绕组匝间短路较严重的发电机应尽快消缺,以防转子、轴瓦磁化,差压阀失控造成严重漏氢、漏油。

2.水轮机检修的安全技术

2)在蜗壳或尾水管内搭设脚手架或平台时,不准将绳索绑扎在导水叶与水轮之间。

3)机组在检修期间,如需进行盘车或操作导水叶时,检修工作负责人应先检查蜗壳、导水叶、水轮和水车室内的工作人员已全部撤离,并无妨碍转动的物件遗留在内,同时要做好在转动期间防止有人进入的措施和标志。

4)在导水叶区域内或调速环拐臂处工作时,必须切断油压,并在调速器的操作把手上悬挂“有人工作,禁止操作”的标示牌。

5)在水涡轮内进行电焊、气割或铲磨时,应做好通风和防火措施,并备有必要的消防器材。

6)进入进水口钢管渐变段工作时,应使用安全带,并有足够照明。

7)在封闭压力钢管、蜗壳、尾水管人孔前,检修工作负责人应先检查里面确无人员和物件遗留在内。在封闭蜗壳入孔时还需再进行一次检查后,方可立即封闭。

3.水轮发电机故障判断和事故处理安全技术

1)机组过速

(1)起因:机组正常运行时,若系统发生故障使机组突然甩负荷,或调速系统失常引起水轮机导水叶不能及时关闭,均会造成机组过速。

机组过速时,转动部分的离心力急剧增加,振动与摆度也将增大,甚至超过现定的允许值,可能导致转动部分与静止部分碰撞而使部件遭到破坏,或造成轴承烧损、基础螺栓松动等。因此,需采取有效措施防止机组过速。

(2)现象:

①机组产生异常的高速回转声,噪音增大;

②发电机功率表指示突然降至零,电压表指示升高;

③调速器盘上转速表指示值升高,当转速升至过速保护动作整定值后,机组进人事故停机状态;

④微机监控系统有告警显示。

(3)防止措施:

①在调速器的控制系统中加装事故配压阀,在调速器失灵时,过速保护动作通过电磁阀开启事故配压阀,迅速关闭导水叶;

②在机组进水口设置能动水关闭的快速闸门或蝴蝶阀或球阀;

③冲击式水轮机可装设偏流器防止机组过速,轴流式水轮机可通过增大叶片转角降低过速值;

④利用定子三相经外接附加电阻短路的电制动停机装置限制过速。

(4)事故处理:

①当判明机组过速时,应监视机组过速保护装置动作情况,如动作不正常,则应手动紧急停机,同时关闭蝴蝶阀或球阀;

②检查事故配压阀是否动作,若未动作,则应手动操作,使事故配压阀动作;

③对于未设置蝴蝶阀或球阀的机组,或关闭蝴蝶阀或球阀无效时,应立即操作进水口的快速闸门,切断水流。

3)发电机温度过高

(1)起因:发电机应在正常允许的温度变化范围内运行,下列情况会出现发电机定子绕组、铁心等各部位温度过高。

①发电机过负荷超过允许的时间范围;

②三相电流严重的不平衡;

③通风冷却系统故障;

④定子绕组局部短路或接地;

⑤定子铁心绝缘损坏,形成涡流损耗增大。

(2)现象:定子绕组或定子铁心局部过热,电流表指示超限,过负荷保护动作,发电机温度超限发出信号,光字牌亮灯指示故障部位,微机监控系统有告警显示。

(3)处理:如发电机已处在超负荷运行,则应迅速减少负荷,以减小定子电流。如定子三项电流不对称,则应查明原因迅速消除。冷却系统故障可能是由于冷却水中断或部分冷却器堵塞,前者应迅速停机,后者可减负荷,维持在低于额定负荷下运行,并迅速排除故障。

4)发电机着火

(1)起因:引起发电机着火的原因很多,一般由于以下几个方面原因引起:

①发电机定子绕组匝间或相间短路;

②发电机长时间超负荷,温升超过允许值;

③雷击或过电压引起绝缘损坏;

④机组转动部分个别部件损坏,在离心力作用下刮伤定子绕组,引起短路;

⑤电容电流过大或时间过长;

⑥并列误操作。

(2)处理:

①运行值班人员一旦从发电机风洞处闻到烧焦气味,看见冒出烟雾或火星,同时根据电气表(计)指示和保护装置动作情况,确认发电机着火后,应立即按下紧急停机按钮,跳开发电机断路器及灭磁开关;

②打开发电机消防用水阀门进行灭火;

③灭火过程中应关闭发电机冷、热风口,保持风洞密封,严禁用泡沫灭火器或砂子、石灰进行灭火,以防发电机绝缘受到损伤;

④火熄灭后,断开消防用水,打开通风的进出口盖板,使风洞排烟和降温。对地下厂房,还应做好发电机层的通风排烟;

⑤做好安全措施后,方可进入发电机风洞检查故障部位;

⑥对卧式机组,灭火过程中仍应使机组保持低速旋转,以防止一侧产生过热。

(二)防止变压器损坏事故

(1)加强对变压器类设备从选型、定货、验收到投运的全过程管理,明确变压器专责人员及其职责。

(2)加强变压器类设备运行管理,防止变压器、互感器进水或受潮,特别注意变压器冷却器潜油泵负压区出现的渗漏油。套管的伞裙间距低于标准的,应采取加硅橡胶伞裙套等措施,防止雨闪事故。

(3)潜油泵的轴承,应采用E级或D级,禁止使用无铭牌、无级别的轴承。油泵应选用转速不大于1000r/min的低速油泵,风冷却器应定期进行水冲洗。

(4)变压器的本体、有载开关的重瓦斯保护应投跳闸。220kV及以上电压等级变电设备每年至少进行一次红外线成像测温检查。加强新油的质量控制,取样化验合格后,方能进行设备注油。

(5)按规定完善变压器的消防设施,并加强管理,重点防止变压器着火时的事故扩大。

(6)防止套管损坏。

(三)防止高压断路器事故

(1)根据可能出现的系统最大负荷运行方式,每年核算开关设备安装地点的短路容量,并采取措施防止由于断流容量不足而造成开关设备烧损或爆炸。

(2)对气动机构应定期清扫防尘罩、空气过滤器,排放储气罐内积水,做好空气压缩机的累计启动时间记录。对液压机构应定期检查回路有无渗漏油现象,做好油泵累计启动时间记录。

(3)对手车柜每次推入柜内之前,必须检查开关设备的位置,杜绝合闸位置推入手车。

(4)根据设备现场的污秽程度,采取有效的防污闪措施,预防套管、支持绝缘子和绝缘提升杆闪络、爆炸。

(5)按规定的检修周期、实际累计短路开断电流及状态对开关设备进行检修。

(6)充分发挥SF6气体质量监督管理中心的作用,做好新气管理、运行设备的气体监测和异常情况分析,监测应包括SF6压力表和密度继电器的定期校验。

2.主要防范措施

(1)严格执行操作票、工作票制度,并使两票制度标准化,管理规范化。

(2)严格执行调度命令,操作时不允许改变操作顺序,当操作发生疑问时,应立即停止操作,并报告调度部门,不允许随意修改操作票,不允许解除闭锁装置。

(3)应结合实际制定防误操作装置的运行规程及检修规程,加强防误闭锁装置的运行、维护管理,确保已装设的防误闭锁装置正常运行。

(4)建立完善的万能钥匙使用和保管制度。防误闭锁装置不能随意退出运行,停用防误闭锁装置时,要经本单位总工程师批准;短时间退出防误闭锁装置时,应经值班长或变电所所长批准,并应按程序尽快投入运行。

(5)采用计算机监控系统时,远方、就地操作均应具备电气闭锁功能。

(6)断路器或隔离开关闭锁回路不能用重动继电器,应直接用断路器或隔离开关的辅助触点;操作断路器或隔离开关时,应以现场状态为准。

(7)对已投产尚未装设防误闭锁装置的发电、变电设备,要制定切实可行的规划,确保1年内全部完成装设工作。

(8)新建和扩建的发电、变电工程,防误闭锁装置应与主设备同时投运。

(9)成套高压开关柜五防功能应齐全,性能应良好。

(10)应配备充足的经过国家或省、部级质检机构检测合格的安全工作器具和安全防护用具。为防止误登室外带电设备,应采用全封闭(包括网状)的检修临时围栏。

四、防止汽轮机事故

(一)防止超速

(1)在额定蒸汽参数下,调节系统应能维持汽轮机在额定转速下稳定运行,甩负荷后能将机组转速控制在危急保安器动作转速以下。

(2)各种超速保护均应正常投入运行,超速保护不能可靠动作时,禁止机组起动和运行。

(3)机组重要运行监视表计,尤其是转速表,显示不正确或失效,严禁机组起动。运行中的机组,在无任何有效监视手段的情况下,必须停止运行。

(4)透平油和抗燃油的油质应合格。在油质及清洁度不合格的情况下,严禁机组起动。

(5)机组大修后必须按规程要求进行汽轮机调节系统的静止试验或仿真试验,确认调节系统工作正常。

(6)正常停机时,在打闸后,应先检查有功功率是否到零,千瓦时表停转或逆转以后,再将发电机与系统解列,或采用逆功率保护动作解列。严禁带负荷解列。

(7)坚持危急保安器的各项定期试验,防止危急保安器拒动。

(二)防止轴系断裂

(1)落实防止超速的各项措施,切实防止发生机组超速,造成轴系断裂。

(2)减少轴系大不平衡因素,采取防止油膜振荡、扭振的措施。

(3)采取防止对轮螺栓断裂的措施。

(4)定期对大轴、大轴内孔、发电机转子护环等部件进行探伤检验。

(三)防止大轴弯曲

(1)机组起动前检查:大轴晃度不超过原始值0.02mm;高压及中压上下缸温差不超过50℃;高压内缸上下缸温差不超过35℃;主蒸汽、再热蒸汽温度至少高于气缸金属50℃。

(2)机组冲转前应进行充分盘车,连续时间不得小于2-4h,热态起动不小于4h。若盘车中断应重新计时。

(3)启动时中速之前,轴承振动超过0.03mm或相对轴振动值超过0.26mm时,应打闸停机;过临界时振动超过0.10mm应打闸停机。

(四)防止叶片断裂

(1)加强检测,新机组验收时进行叶片探伤、测频检查;大修中进行损伤检查,发现问题及时解决。

(2)防止加热器满水,保持疏水系统畅通,保证汽缸不积水或从疏水系统、抽气系统向汽缸返水。

(3)运行中发现断叶片的故障征兆时,应按规程规定果断停机检查。

(4)发生个别叶片断落故障后,除对断裂叶片采取措施外,还应对未断落叶片进行探伤、测频检验。

(七)防止烧轴瓦

(1)轴瓦钨金温度或回油温度达到限值时,应按规程规定停机。

(2)润滑油系统的切换操作,如换冷油器、过滤器以及启动定速后停用启动油泵等,应在监护人的监护下按操作票顺序缓慢进行,并严密监视润滑油压变化。

(3)机组启动前应检查试验交、直流润滑油泵工作正常,并投入低油压保护和联动装置。

(4)当发生水冲击、瞬间断油或其他可能引起轴瓦损坏的异常情况后,应检查正常后才能重新启动机组。

(5)直流润滑油泵、直流密封油泵电源可靠,电源电缆采用可靠防火措施。

(6)润滑油泵系统的截门一般应平装,并采用明杆截门。

(7)高、低压油泵和低压油保护装置定期试验。

(八)防止蒸汽温度变化失控

(1)制定机组各种状态启动及增减负荷的温度变化曲线,严格按曲线规定控制温度变化率。

(2)热态启动时,严防低于机组上下缸金属温度的蒸汽或水进入机内或送入汽封,落实各项防止汽缸进水的措施。

(3)运行中或故障时,尽量避免气温大幅度变化。

(4)快速启停时应确保温度变化在正常允许范围内。

(九)防止油系统火灾

(1)油系统阀门、管道法兰接合面必须修刮良好,保证平正,使用隔电纸、青壳纸或厚度不大于1.5m田的耐油垫,禁止使用塑料垫或胶皮垫。

(2)油系统管道、截门、接头、法兰等部件一般按工作压力的两倍来选用,小直径油管厚度最薄不小于1.5mm。

(3)油路附近的热管道或热体必须保温完好,压力油管的法兰接头处应有护罩。

(4)对油管道采取防止振动疲劳和磨损减薄的措施。

(5)汽轮机运行中发生法兰接合面喷油,高压油管破裂喷油时,应停机处理。若喷油起火时,应立即破坏真空停机。

(6)汽轮机的事故排油系统保持可靠、通畅。

(7)落实消防措施。

(十)防止凝汽器泄漏

(1)把好产品选材和安装质量关,加强凝汽器检修管理、运行管理。

(2)加强化学监督,严格控制凝结水的化学指标。

(3)装设凝结水钠离子或硬度在线监测仪。

五、防止电力人身事故

1.严格安全工作规程

工作或作业场所的各项安全措施必须符合《电业安全工作规程》和《电力建设安全工作规程》的有关要求。

2.加强人员培训和教育

定期对人员进行安全技术培训,经常进行各种形式的安全教育,提高安全防护水平、安全防护意识,掌握安全防护方法。

对执行安全规程制度中的主要人员如工作票签发人、工作负责人、工作许可人、工作操作监护人等定期进行正确执行安全规程制度的培训,要求熟练掌握有关安全措施和要求,明确职责,严把安全关。

3.加强承发包工程管理

加强对各种承发包工程的安全管理,反对对工程项目进行层层转包,明确安全责任,做到严格管理,安全措施完善,并根据有关规定严格考核。

4.防止常见人身事故

在防止触电、高处坠落、机械伤害、灼烫伤等类事故方面,认真贯彻安全组织措施和技术措施,并配备经国家或省、部级质检机构检测合格的、可靠性高的安全工器具和防护用品。完善设备的安全防护设施(如输煤系统等),从措施上、装备上为安全作业创造可靠的条件。淘汰不合格的工器具和防护用品,以提高作业的安全水平。

5.提高人的可靠性

提高人在生产活动中的可靠性是减少人身事故的重要方面,违章是人的可靠性降低的表现,要通过对每次事故的具体分析,找出规律,从中积累经验,采取针对性措施提高人在生产活动中的可靠性,防止伤亡事故的发生。