6kV系統(tǒng)接地并產(chǎn)生諧振故障分析及處理

范欽勇，唐穎杰

鶴煤熱電廠，河南鶴壁 458000

1 系統(tǒng)簡介

兩臺(tái)高廠變分別接帶6kV母線，接線形式為單母線分段運(yùn)行。另外配置有啟備變，作為廠用6kV母線的備用電源，均為不接地系統(tǒng)，并配置有快切裝置，可實(shí)現(xiàn)廠用6kV母線段與備用段自動(dòng)切換，保證了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 故障現(xiàn)象及處理經(jīng)過

集控室內(nèi)照明燈瞬間變暗，電氣1#機(jī)組DCS屏發(fā)出聲光報(bào)警，首出“6kV重故障 ”信號(hào)。6kVIB段A相電壓接近零并波動(dòng)，B、C相電壓1kV并波動(dòng)，廠用電快切動(dòng)作，6kVIB段倒換至備用段接帶，倒換后備用段A相電壓接近零，1#機(jī)組2#給水泵、2#送風(fēng)機(jī)低電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘，1#給水泵聯(lián)啟不成功，鍋爐汽包水位低低報(bào)警，1#機(jī)組跳閘，6kVIA段自動(dòng)快切裝置因備用段電壓異常，快切裝置閉鎖，沒能動(dòng)作而失壓。由于備用段電壓波動(dòng)快切閉鎖，手動(dòng)強(qiáng)合6kVIA段610A開關(guān)，手動(dòng)將6kVIA段倒換至備用段接帶，強(qiáng)合后6kVIA段母線電壓波動(dòng)，A相為零，B相電壓在1kV波動(dòng)，IB段母線電壓0.5kV波動(dòng)，判斷為IB段故障引起備用段及IA段電壓波動(dòng)，將6Kv IB段停電，備用段電壓恢復(fù)正常，6kVIA段B相電壓仍為零。由于兩臺(tái)給水泵欠壓保護(hù)動(dòng)作不能啟動(dòng)，1#爐干鍋。同時(shí)因6kVIB段電壓異常，主廠房公用變跳閘，公用段BZT動(dòng)作成功，公用段切換至低備變接帶后電壓恢復(fù)正常，但因#2爐送風(fēng)機(jī)變頻器電源接于公用段，BZT動(dòng)作過程中瞬時(shí)失壓導(dǎo)致#2爐送風(fēng)機(jī)變頻器跳閘，送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，由于調(diào)整不及時(shí)，#2爐正壓很快達(dá)到1680Pa，爐膛壓力高高報(bào)警，#2鍋爐滅火，#2機(jī)組停運(yùn)。由于之前拉停故障的6kVIB母線段后備用段電壓已恢復(fù)正常，#2機(jī)組停運(yùn)后6kVIIA、6kVIIB段廠用電快切切換成功。隨后檢查6kVIB段故障原因時(shí)發(fā)現(xiàn)6kVIB段 PT保險(xiǎn)A、C相保險(xiǎn)熔斷，設(shè)有低電壓保護(hù)的設(shè)備報(bào)警為“PT斷線閉鎖”、“欠壓保護(hù)”動(dòng)作，更換保險(xiǎn)后用備用段對(duì)6KvIB段母線充電，A相電壓仍接近為零并波動(dòng)，采用試?yán)ú檎医拥攸c(diǎn)，拉至磚廠變時(shí)6kV1B段電壓恢復(fù)正常，將磚廠變停運(yùn)。倒換IA段母線所帶負(fù)荷，停運(yùn)IA段母線，檢查IA段母線PT時(shí)發(fā)現(xiàn)PT B相保險(xiǎn)燒壞，更換后IA段母線恢復(fù)正常。

3 故障原因

1）由于一些后添加的設(shè)備電纜無法進(jìn)入電纜溝，采用埋地法但埋地又不深，且沒有穿電纜管，并且埋地電纜沒有作地面標(biāo)示，土建施工時(shí)不清楚是否埋設(shè)有電纜，易發(fā)生電纜被損壞事故。本次事故為土建施工使磚廠變高壓側(cè)電纜破損后造成單相間歇性電弧放電接地，PT鐵心出現(xiàn)飽和或接近飽和阻抗變小，阻抗與容抗相等，產(chǎn)生并聯(lián)諧振，PT一次側(cè)電流增大，導(dǎo)致6kV IA、6kV IB段PT高壓保險(xiǎn)熔斷，造成二次設(shè)備失壓，6kV設(shè)備欠壓保護(hù)取自各自母線段PT二次，“PT斷線閉鎖”動(dòng)作后應(yīng)閉鎖“欠壓保護(hù)”，但由于PT保險(xiǎn)沒能徹底燒斷，瞬時(shí)又接通，導(dǎo)致2#給水泵等設(shè)備“PT斷線閉鎖”保護(hù)解除，使保護(hù)誤認(rèn)為母線失壓而使“欠壓保護(hù)”動(dòng)作跳閘，1#給水泵未聯(lián)啟成功，使鍋爐汽包不能補(bǔ)水，1#爐汽包水位低低保護(hù)動(dòng)作停爐；

2）在這次事故中，暴露出在故障處理過程中，由于缺乏統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的指揮，加之運(yùn)行及檢修人員經(jīng)驗(yàn)不足，應(yīng)對(duì)6KV系統(tǒng)接地后產(chǎn)生諧振的判斷不清楚，最終導(dǎo)致事故的發(fā)生；

3）由于小電流接地選相裝置、消諧裝置未動(dòng)作，不能夠幫助快速查找接地點(diǎn)，使故障查找延誤時(shí)間；

4）由于公用段，BZT切換時(shí)間較長（2s），#2爐#2送風(fēng)機(jī)變頻器瞬時(shí)失電，導(dǎo)致#2爐送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)工頻運(yùn)行，使正壓增至保護(hù)動(dòng)作值。

4 分析處理的順序方法

1）首先詢問機(jī)爐有無啟停設(shè)備，有無設(shè)備跳閘及其它異常情況，盡快停用有可疑現(xiàn)象的用電設(shè)備；

2）其次檢查小電流選相裝置有無選出故障設(shè)備，如無，可利用備用變分段接帶廠用6kV母線，通過電壓的變化判別是哪段母線故障，同時(shí)可判別出工作高壓廠變是否故障，以縮小查找范圍；

3）第三試?yán)＿\(yùn)行環(huán)境較為惡劣變壓器、電纜經(jīng)過潮濕環(huán)境、裸露在外或跨墻穿過的設(shè)備；

4）第四試?yán)Ｍ鈬儔浩髟O(shè)備、備用設(shè)備、不影響機(jī)組的運(yùn)行，可暫時(shí)停電的設(shè)備；

5）第五試?yán)枰箵Q負(fù)荷才能停運(yùn)的變壓器或可以進(jìn)行切換的高壓電機(jī)，雖然切換負(fù)荷操作較為復(fù)雜，需時(shí)較多，但仍能維持機(jī)組運(yùn)行的設(shè)備；

6）第六檢查PT本體及其一、二次保險(xiǎn)，拉出時(shí)需退出低電壓保護(hù)，防止拉出瞬間PT斷線閉鎖保護(hù)解除；

7）第七可暫時(shí)停運(yùn)影響機(jī)組負(fù)荷的設(shè)備，瞬停應(yīng)急機(jī)組安全運(yùn)行的設(shè)備；

8）如以上查找仍未找出故障點(diǎn)，應(yīng)考慮母線段故障的可能性。

5 防范措施

將新增電纜穿過道路部分穿鍍鋅管，要不至于被車輛壓壞或路面損傷造成電纜損壞，直埋電纜部分埋設(shè)深度要大于0.7m，并做好標(biāo)示。廠外用電客戶電源接線應(yīng)與廠用電隔離開，以防外接電源的擾動(dòng)影響機(jī)組的安全正常運(yùn)行。加強(qiáng)對(duì)小電流接地選相裝置、消諧裝置定期試驗(yàn)、效驗(yàn)。對(duì)6kV母線及所接帶設(shè)備電纜、開關(guān)定期試驗(yàn)、維護(hù)。加強(qiáng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)、指揮并加強(qiáng)人員的技能培訓(xùn)工作。手動(dòng)將6kVIA段倒換至備用段，判斷清楚故障母線后，必要時(shí)退出#1給水泵低電壓保護(hù)，啟動(dòng)給水泵，防止鍋爐干鍋。將#2爐送風(fēng)機(jī)變頻器電源接至主廠房UPS電源柜，確保不失電而影響另一臺(tái)機(jī)組。