农光互补光伏发电项目主要工艺设备及装置危险有害因素辨识与分析.doc

农光互补光伏发电项目农光互补光伏发电项目主要工艺设备及装置危险有害因素主要工艺设备及装置危险有害因素辨识与分析辨识与分析1.1.1 1 光伏发电系统光伏发电系统光伏发电系统包括：太阳电池组件至箱式变之间的所有电气设备，其中主要有太阳电池组件、直流汇流箱、（直、交流）电缆、逆变器、箱式变压器等。1）触电在光伏发电系统中，若电气设备存在如下问题，可能会造成触电事故。（1）带电部位裸露太阳电池组串、一、二级直流汇流箱接线点多，若接线不规范，易发生金属线裸露，电缆接头部位的绝缘处理不当，易造成导线裸露，逆变器、箱式变压器进、出线接线部位易发生导体裸露。作业人员若误触及裸露的带电部位，可能会造成触电事故。（2）漏电逆变器、变压器存在质量缺陷，或定期检查、维护不到位，过电压、过电流保护失效等，线圈绝缘破损或过电压、过电流线圈击穿，均可能造成设备外壳带电；电缆绝缘备外力损伤或过载击穿等。若设备、设施漏电，作业人员误触及或违章作业，均可能造成触电事故。（3）设备、设施缺陷防雷装置检查、维护不到位，装置失效，遇有雷雨时很易遭到雷击，可能会引发触电事故。接地网、直流汇流箱、逆变器、变压器等所有电气设备的接地等检查、维护不到位，接地电阻过大或失效，可能会引发触电事故。（4）防护缺陷当电网失电,并对电力线路和电力设备进行检修时,若并网光伏电站的逆变器仍继续供电，形成孤岛效应，若未按要求采取防护措施，会造成检修人员事故。小结：造成触电事故的危险有害因素有带电部位裸露、漏电、设备、设施缺陷、防护缺陷等。2）火灾（1）电缆短路烧毁光伏发电区，从一级汇流箱到逆变器之间布置了许多直流电缆，从逆变器到箱变设置有多条交流电缆，上述电缆在生产中，若存在如下问题，可能会造成电缆短路放炮，烧毁电缆。设备、设施缺陷电缆截面积选择不当，实际负载超过了电缆的安全载流量，造成了电缆过载，使电缆绝缘被击穿烧毁。电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、安装工艺不规范等原因，均会导致电缆头处过热，烧毁绝缘，从而引发事故。外形缺陷电缆敷设安装时不规范施工，容易造成绝缘机械损伤；在直埋电缆时，填埋土中有尖利的石块，或在填埋过程中用重物砸、压等违章操作，啮齿类动物咬破绝缘，均可能使电缆绝缘损伤，绝缘损伤部位容易被电流击穿，造成短路故障。防护缺陷穿越站内道路的电缆，直埋时没有穿管保护，在以后的生产过程中，如在洒水车清洗电池板时，由于汽车的反复碾压，可能会造成电缆绝缘破损，从而引发短路事故。小结：引发电缆短路烧毁的主要危险有害因素为设备、设施缺陷、外形缺陷、防护缺陷等。（2）箱变火灾防护缺陷箱变的过电压、过电流防护因故失效，可能造成线圈短路，主要有匝间短路、绕组接地、相间短路，断线及接头开焊等，产生电火花，引燃变压器油，造成火灾事故。变压器遭受雷击，或电力系统某些参数发生变化，由于电磁振荡的原因，将引起变压器内部过电压，这两类过电压所引起的变压器损坏大多是绕组主绝缘击穿，相间短路，产生电火花，引发火灾事故。设备、设施缺陷铁芯的穿心螺丝及夹板碰接铁芯。其间发生短路时将有很大电流通过，造成局部过热，有时甚至使铁芯、夹板熔化并引起绝缘着火。硅钢片间的绝缘损坏。如片间绝缘损坏或老化，则片间绝缘降低，涡流增加，将导致局部过热甚至熔化。同时使绕组温度升高而加速绝缘老化。从而造成线圈短路，引发火灾事故。小结：引发箱变火灾的主要危险有害因素为：防护缺陷、设备、设施缺陷等。（3）其他电器设备烧毁事故逆变器、汇流箱等电气设备，若存在如下缺陷，在以后的生产中可能会发生短路烧毁事故。防护缺陷系统没有设置过电压、过电流保护，或保护失效，当负载发生短路或电流超过允许值时，可能使逆变器的线圈发生短路事故。设备、设施缺陷汇流箱接线极性接反，逆变器功率开关电子元件质量缺陷等，均可能造成系统电压、电流不正常，甚至过载，发生短路事故。小结：引发其他电器设备烧毁事故的主要危险有害因素为防护缺陷、设备、设施缺陷等。3）设备事故（1）太阳能电池组件损坏防护缺陷如果电池组件接地故障，在运行中可能有高电压窜入，使太阳能电池组件绝缘强度受到破坏而被击穿。热斑效应如果有阴影（如树叶、鸟粪、杂物等）落在某单体电池上未及时清洗，或当电池方阵中的某电池组件损坏时，电池组件的其余部分仍处于阳光的暴晒之下，有阴影的部分如同一个工作于反向配置下的二极管，消耗功率而发热，局部出现高温而被击穿，由于出现高温，称之为热斑。反向电流因 P-N 结的反向电流是由结两边扩散区内热激发的少数载流子的扩散运动而耗尽层内热激发的电子、空穴的漂移运动形成的。这些载流子密度随温度迅速增大，因而反向电流也随温度升高而迅速增大。在适当条件下，反向 P-N 结的功耗引起结温的升高，使 P-N 结的反向电流增大，结温进一步升高，因而 P-N 结的反向电流又进一步增大。如此循环，反向电流可无限增大，结果使 P-N 结烧毁，导致电击穿。雷雨天气，直流线路中感应产生过电压后，如果直流汇流箱内的避雷装置失效，光伏电池串两侧可能加上反向高电压，击穿光伏电池的 P-N 结，毁坏光伏电池组件。当因电网故障造成停电时,若并网逆变器仍继续供电,一旦电网恢复供电,电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异,会在这一瞬间产生很大的冲击电流,导致设备损坏。其他环境不良在运行过程中电池板遭受强风、冰雹、外力打击等，可能导致电池板损坏，影响正常发电。小结：造成太阳能电池组件损坏的危险因素有防护缺陷、热斑效应、反向电流、其他环境不良等。（2）逆变器故障设备、设施缺陷如果逆变器内电子元件质量不良、安装缺陷，可能导致逆变器误动作从而发生故障。防护缺陷如果逆变器防雨不当，可能导致雨水进入设备，可能导致逆变器误动作从而发生故障。小结：造成逆变器故障的危险因素有设备、设施缺陷、防护缺陷（等。（3）接地网事故设备、设施缺陷接地网如存在布置不合理、或施工质量问题，造成接地网电阻值不合格，可引起接地网事故的发生。防护缺陷（电气设备的接地网由于运行时间过长，未按期进行检测、维护等，而发生局部范围严重腐蚀而失效。小结：造成接地网事故的危险因素有设备、设施缺陷、防护缺陷等。综上所述，光伏发电设备及其系统的主要危险有害因素为带电部位裸露、漏电、设备、设施缺陷、外形缺陷、防护缺陷、其他环境不良等，可能导致的事故类型是触电、火灾、设备事故等。1.1.2 2 集电线路集电线路该项目集电线路采用直埋电缆的方式。1）恶劣气候与环境该项目所在地区冻土深约 0.7m，冬季冻涨土易造成电缆伸缩变形，损坏电缆。若埋地电缆未采取防止虫、鼠等小动物噬咬的措施，穿越道路的电缆未进行穿管保护，有可能造成电缆损坏。山洪冲刷、泥石流等地质灾害造成的电缆损坏。2）防护缺陷若埋地电缆在冻土层以上，又未采取防冻措施，有可能造成电缆损坏。若穿越道路、公路的埋地电缆没有穿管保护，可能会由于车辆的反复碾压造成电缆绝缘破损引发短路。3）设备、设施缺陷电缆承载能力不足，造成电缆超负荷运行，长期超负荷运行会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。4）标志缺陷电缆无标志、标志不清晰、标志不规范、标志选用不当、标志位置缺陷等，当地农民在进行农田及水利设施等施工时会造成电缆破坏或损坏。5）操作错误电缆敷设安装时不规范施工，容易造成机械损伤；在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等，损伤部位容易击穿形成故障，有时破坏严重的可能发生短路故障。电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，由于人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、安装工艺不规范等原因，都会导致电缆头绝缘降低，从而引发事故。综上所述，集电线路系统中存在的主要危险因素为恶劣气候与环境、防护缺陷、设备、设施缺陷、标志缺陷、操作错误等，上述危险因素可能会造成电缆设施故障等。1.1.3 3 电气系统电气系统电气系统主要设备有主变、电缆、高低压配电装置等。1）变压器火灾（1）易燃液体变压器油箱内充有大量用于散热、绝缘、防止内部组件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧作用的绝缘油。变压器绝缘油是饱和的碳氢化合物，其闪点在 140145之间。变压器发生故障时，在产生过热或形成绝缘破坏后引起的电弧作用下，变压器内部故障点附近的绝缘油和固态有机可燃物会发生分解，产生 CO、H2、碳氢化合物等易燃气体。故障持续时间过长，易燃气体愈来愈多，使变压器内部压力急剧上升，若安全保护装置（瓦斯继电器及防爆管）未能有效动作时，会导致油箱炸裂，发生喷油燃烧。燃烧会随着油流的蔓延而扩展，形成更大范围的火灾危害。造成停电、影响设备运行等重大经济损失、甚至造成人员的伤亡等重大事故。（2）防护缺陷变压器长期超负荷运行，引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成匝间短路、相间短路或对地短路；变压器铁芯叠装不良，芯片间绝缘老化，引起铁损增加，造成变压器过热。如此时保护系统失灵或整定值调整过大，就会引起变压器烧毁。当变压器负载发生短路时，变压器将承受相当大的短路电流，如保护系统拒动、误动或误整定、误接线、误碰撞，就有可能烧毁变压器。避雷装置失效，避雷器起不到保护作用，遇有雷雨时很易遭到雷电过电压的侵袭，击穿变压器的绝缘，甚至烧毁变压器，引起火灾。（3）设备、设施缺陷变压器线圈受机械损伤或受潮，引起层间、匝间或对地短路；或硅钢片之间绝缘老化，或者紧夹铁芯的螺栓套管损坏，使铁芯产生很大涡流，引起发热而温度升高，引发火灾。线圈内部的接头、线圈之间的连接点和引至高、低压瓷套管的接点及分接开关上各接点接触不良会产生局部过热，破坏线圈绝缘，发生短路或断路。此时所产生的高温电弧，同样会使绝缘油迅速分解，产生大量气体，使压力骤增，破坏力极大，后果也十分严重。接头、连接点接触不良主要是由于螺栓松动、焊接不牢、分接开关接点损坏等原因导致。变压器油箱、套管等存在质量缺陷，渗油、漏油，形成表面污垢，遇明火会导致燃烧事故。小结：造成变压器火灾事故的主要危险有害因素为：易燃液体、防护缺陷、设备、设施缺陷等。2）电缆火灾该项目使用大量电缆，站内的电缆沟、主控室等场所均存在电缆火灾的危险性环境。（1）可燃固体电缆绝缘，大多有一层可燃的聚氯乙烯、聚乙烯等可燃物，当负载发生短路时由于电阻突然减小，电流突然增大，因此，线路在极短的时间内会产生很大的热量。这个热量不仅能使绝缘层烧毁，而且能使金属熔化，引起邻近的易燃、可燃物质燃烧，从而造成火灾。（2）设备、设施缺陷电缆截面积选择不当，实际负载超过了电缆的安全载流量，造成了电缆长期过载运行，使电缆绝缘被击穿烧毁。电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、安装工艺不规范等原因，均会导致电缆头处过热，烧毁绝缘，从而引发火灾事故。选用电缆时，没有考虑当地冬季寒冷低温冷天气的影响，低温导致绝缘强度不够、破损，失去了绝缘能力，发生相间短路,引发火灾事故。电缆敷设安装时，违章作业造成电缆绝缘机械损伤等，运行时发生短路。（3）防护缺陷若电缆沟、电缆夹层、电缆桥架防火分隔不到位，过墙孔洞封堵不严或没有封堵，任一电缆发生短路，引发火灾，等都会影响其他电缆的安全，可能会造成火烧连营。小结：引发电缆火灾事故的主要危险有害因素为：可燃固体、设备、设施缺陷、防护缺陷等。3）高压配电装置故障（1）设备、设施缺陷绝缘油被污染，造成预防性结果试验超标，可能会造成互感器的爆炸。（2）防护缺陷避雷器故障，可能会引起雷电波侵入或操作过电压，从而造成设备损坏。互感器由于过电流、过电压可导致互感器发生爆炸。小结：引发高压配电装置故障的主要危险有害因素为：设备、设施缺陷、防护缺陷。4）开关设备事故（1）防护缺陷开关设备“五防”装置不完善，误操作引发事故。开关设备遮断容量不足造成开关设备损坏或爆炸。无防止小动物进入的挡板、网等防护装置，蛇、鼠等小动物进入开关柜引发设备短路故障。（2）设备、设施缺陷开关触头接触不良，发热超温熔焊引发火灾事故。小结：引发开关设备事故的主要危险有害因素为：设备、设施缺陷、防护缺陷。5）触电变压器、配电装置、电缆设置场所、接地系统、检修及试验设施场所等均具有导致触电危害的可能性。（1）防护缺陷保护接地或接零、漏电保护、安全电压、等电位联结等保护措施失效或不完善，可能会引发触电事故。未按规程正确使用电工安全用具（绝缘用具、绝缘垫、遮拦、警示牌等）；验电笔、绝缘杆、绝缘靴、绝缘手套等未定期进行检验或检验不合格而投入使用；带负荷（特别是感性负荷）拉开裸露的闸刀开关等不正当的使用安全用具等均可能造成触电事故。（2）设备、设施缺陷电气线路或电气设备在设置、安装上存在质量缺陷，使设备或线路存在漏电、过热、短路、接头松脱、断线碰壳、绝缘老化、绝缘击穿、绝缘损坏等隐患。高压电器设备周围没有设置隔栏、遮拦，人体与带电体的距离小于最小安全距离等。小结：引发触电事故的主要危险有害因素为：防护缺陷、设备、设施缺陷等。6）接地网事故（1）设备、设施缺陷接地网如存在布置不合理或施工质量问题，造成接地网电阻值不合格，可引起接地网事故的发生。（2）防护缺陷电气设备的接地网由于运行时间过长，未按期进行检测、维护等，而发生局部范围严重腐蚀而失效。小结：引发接地网事故的主要危险有害因素为：设备、设施缺陷、防护缺陷等。7）中毒和窒息（1）有毒品升压站高压配电室电容器柜采用六氟化硫断路器。六氟化硫气体本身无毒、无味、不燃，并具有优良的冷却特性和良好的绝缘特性。六氟化硫的化学性质比较稳定，但在电弧的作用下也会发生分解，形成低氟化合物，如 SF2、S2F2、SF4、S2F10及 HF 等，这些物质具有毒性。（2）作业场所空气不良设备密封损坏或设备大修解体时，易释放出来有毒气体，其密度是空气的 5 倍，若未按要求设置强力通风设施，作业场所低矮处空气中会存在高浓度的 SF2、S2F2、SF4、S2F10及 HF 等气体，会引起现场人员或检修人员中毒和窒息。小结：引起中毒和窒息的危险有害因素为有毒品、作业场所空气不良等。8）污闪大气中的各种污染源排放处的污秽物沉降在电气设备瓷件和绝缘子的表面，当他吸收了潮湿空气中的水分后，使绝缘强度急剧下降，承受不住工作电压而发生绝缘闪络。小结：引发污闪事故的主要危险有害因素为：恶劣气候与环境。综上所述，电气系统存在的危险有害因素有易燃液体、防护缺陷、设备、设施缺陷、可燃固体、有毒品、作业场所空气不良等，可能导致的事故类型为变压器火灾、电缆火灾、高压配电装置故障、开关设备事故、触电、接地网事故、中毒和窒息、污闪等。1.1.4 4 过电压保护和接地装置过电压保护和接地装置若光伏电站设备及建筑物没有可靠的避雷装置或接地不良，或接地电阻不符合要求等，容易发生雷击伤害事故。光伏电站运行期间未按规定做避雷器的试验或试验项目不全，有些缺陷未能通过试验及时发现和处理，导致发电设备雷电损坏事故；若避雷针距离道路、设备设施较近，在雷雨天气情况下，人员进入该道路等，跨步电压可能造成人员伤亡事故。接地线设计不符合要求，如截面过小等不能满足热稳定和均压要求，容易发生电伤害；接地线连接不符合要求，采用焊接的接地线，其搭接长度不够、焊接质量低劣时，接地线电阻过大，不利于保护人身安全，易发生触电伤害；接地线材质不符合要求，机械强度不够，导致受损坏或腐蚀，起不到应有保护作用。综上所述，过电压保护和接地装置系统存在的主要危险因素为：设备、设施缺陷等，可能引发的事故类型为安全监控设施故障、继电保护系统故障、直流系统故障等。1.1.5 5 控制系统控制系统(1)控制系统的电缆较为密集，阻火措施不完善，一旦电缆发生故障和燃烧，将会引发严重的火灾事故，使整个系统损坏、失控，造成损失。(2)控制系统电源失电故障（如主控制系统失去工作电源或直流操作电源等）。主要是控制电源回路断线；过负荷熔断器熔断；电源回路短路电源开关跳闸。控制系统电源失电，将导致控制设备及其系统瘫痪。(3)控制接地系统故障（如控制接地回路断线；接地电阻阻值增大；单点接地系统受损；形成多点接地等）。主要是接地电极腐蚀断线；接地阻值增大，或接地线受机械外伤断线，或接地线连接螺丝松动。控制接地系统故障会导致整个控制系统参考电压忽高忽低不稳定，抗干扰能力降低，易受外界电磁干扰影响。影响控制逻辑判断运算，出现意想不到的突发动作，危及设备安全运行，有造成人员伤亡或设备重大损坏的可能性。(4)在检修过程中可能存在触电的危险。综上所述，控制系统存在的主要危险因素为：设备、设施缺陷等，可能引发的事故类型为安全监控设施故障、继电保护系统故障、直流系统故障等。