風(fēng)機(jī)電纜故障越級(jí)跳閘事故分析與處理

摘 要：動(dòng)力站6#風(fēng)機(jī)電纜短路，造成主進(jìn)線變壓器越級(jí)跳閘，經(jīng)過分析查找解決保護(hù)定值配合不合理的重大隱患。

關(guān)鍵詞：短路 跳閘 越級(jí)

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）010-061-02

1 概述

動(dòng)力站變電所于2000年投用，原籌建單位為天津石化公司熱電廠，2002年劃歸原化工廠（化工部前身）電氣車間。設(shè)備采用低壓抽屜柜，低壓斷路器、接觸器等關(guān)鍵元器件采用ABB產(chǎn)品，動(dòng)力電纜采用河北大成某特種電纜廠ZR-VV電纜。供電方式為單母線分段，大容量設(shè)備如風(fēng)機(jī)電機(jī)（電機(jī)功率為200KW）均布于兩段低壓母線，系統(tǒng)配制基本合理，一次系統(tǒng)圖和定值見圖1。2006年7月17日動(dòng)力站循環(huán)水6#風(fēng)機(jī)電機(jī)（電機(jī)功率為200KW）的雙動(dòng)力纜中的一顆電纜短路故障引起主進(jìn)線變壓器（1600kVA）跳閘，造成裝置大面積停車事故。

2 故障現(xiàn)象

2006年7月17日凌晨1：38，動(dòng)力站變電所警鈴響，光字牌顯示“2#變壓器故障跳閘”。當(dāng)班運(yùn)行電工看到報(bào)警后迅速進(jìn)入配電間進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：2#變壓器因過流跳閘，該變壓器所帶低壓進(jìn)線42開關(guān)跳閘，母聯(lián)4012開關(guān)綠燈亮未自投。當(dāng)班運(yùn)行電工隨即將母聯(lián)手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)投至“手動(dòng)”位，檢查42開關(guān)所帶低壓段無故障指示后，1：41，運(yùn)行電工手動(dòng)合入4012母聯(lián)開關(guān)，強(qiáng)送母聯(lián)4012由1#變壓器正常運(yùn)行方式下所帶的低壓41段串帶2#變壓器的低壓42段，隨后 1#變壓器也因過電流而跳閘，經(jīng)對(duì)低壓柜和1#、2#變壓器等進(jìn)行檢查確認(rèn)無故障指示后對(duì)1#變壓器強(qiáng)送，1：49左右，系統(tǒng)恢復(fù)供電。

系統(tǒng)恢復(fù)供電后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行排查發(fā)現(xiàn)2#變壓器所帶負(fù)載6#風(fēng)機(jī)電機(jī)（電機(jī)功率為200KW）的雙動(dòng)力纜中的一顆電纜，由電纜橋架轉(zhuǎn)彎進(jìn)入護(hù)管的地方已經(jīng)因短路而崩斷，見圖2。

3 原因分析

3.1 6#風(fēng)機(jī)電纜短路原因分析

（1）該電纜是20萬噸聚酯建設(shè)移交生產(chǎn)的電纜。從電纜燒斷處分析，電纜芯線截面不足120mm2，電纜外護(hù)套薄且較松，基本上無填充物。經(jīng)查檔案室交工資料，該電纜的交工合格證，是由河北大城某特種電纜廠生產(chǎn)。事后將該電纜送交機(jī)械工業(yè)電線電纜檢測(cè)中心檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體電阻和絕緣厚度等指標(biāo)不合格。

（2）從電纜燒斷處分析，電纜短路點(diǎn)是在由電纜橋架轉(zhuǎn)彎進(jìn)入護(hù)管的地方，從6#風(fēng)機(jī)電纜由電纜橋架轉(zhuǎn)彎進(jìn)入護(hù)管的入口燒斷處看處轉(zhuǎn)彎半徑小于10D的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電纜轉(zhuǎn)彎半徑為29cm，電纜直徑為3.34cm，轉(zhuǎn)彎半徑過小，不符合電纜施工標(biāo)準(zhǔn)，另外在施工過程中由于施工難度大對(duì)電纜可能存在劃傷。

3.2 變壓器過流跳閘原因分析

（1）設(shè)計(jì)保護(hù)定值不匹配。

本次變壓器過流保護(hù)動(dòng)作其實(shí)是低壓側(cè)的后備保護(hù)動(dòng)作，正常應(yīng)該6#風(fēng)機(jī)回路自身的低壓斷路器過流保護(hù)跳閘。經(jīng)過對(duì)繼電保護(hù)定值資料查看發(fā)現(xiàn)，該配電系統(tǒng)存在低壓側(cè)過流保護(hù)和變壓器高壓側(cè)過流后備保護(hù)配合不合理的問題，變電所設(shè)計(jì)和實(shí)際整定的保護(hù)定值如下：

配電順序：變壓器6kV側(cè)高壓開關(guān)——低壓進(jìn)線開關(guān)——變頻柜電源開關(guān)——6#風(fēng)機(jī)短路保護(hù)的低壓斷路器。

對(duì)應(yīng)保護(hù)定值：7.6A，0.5S-19200A（折合到變壓器二次側(cè)的動(dòng)作電流為4560A），0.4S-7500A，0.4S-6300A，0S。

從上面的保護(hù)定值可以看出，6#風(fēng)機(jī)短路保護(hù)的低壓斷路器、變頻柜電源開關(guān)、低壓進(jìn)線開關(guān)定值均高低于變壓器高壓開關(guān)側(cè)保護(hù)定值，最終造成2#變壓器越級(jí)跳閘。

（2）電源配置不合理。

在當(dāng)班運(yùn)行電工手動(dòng)合上母聯(lián)4012之后，造成1#變壓器過流跳閘。在故障排查中，經(jīng)查圖紙發(fā)現(xiàn)4#、5#、6#風(fēng)機(jī)的控制電源取自1#變壓器所帶低壓柜AAI9的“中控室變頻控制柜電源”；而4#、5#、6#風(fēng)機(jī)主電源取自2#變壓器，因此在2#變壓器停電后，6#風(fēng)機(jī)的接觸器沒有跳開（該柜型選用時(shí)沒有運(yùn)行指示燈），當(dāng)班運(yùn)行電工處理故障時(shí)在手動(dòng)投入低壓母聯(lián)4012開關(guān)后，正好合在6#風(fēng)機(jī)電纜的故障點(diǎn)上，再加上4#、5#風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)，造成電流過大引起1#變壓器也同樣出現(xiàn)過流跳閘。

4 處理措施

事故發(fā)生后，對(duì)6#風(fēng)機(jī)電纜進(jìn)行了更換。對(duì)低壓設(shè)備控制電源全面進(jìn)行排查，對(duì)控制電源取處不合理的設(shè)備擇機(jī)進(jìn)行處理。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院對(duì)動(dòng)力站變電所所有繼電保護(hù)定值進(jìn)行重新計(jì)算，并由電氣車間技術(shù)人員全面審核，在2008年裝置停車大檢修中對(duì)不合理繼電保護(hù)定值進(jìn)行了調(diào)整。

在本次事故中，運(yùn)行電工在2#變壓器和所帶低壓進(jìn)線42開關(guān)跳閘后，沒有對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查就強(qiáng)送母聯(lián)4012，造成1#變壓器也因過電流而跳閘，導(dǎo)致停電面積擴(kuò)大。事后，對(duì)該運(yùn)行電工進(jìn)行了批評(píng)，并組織全廠運(yùn)行電工進(jìn)行了學(xué)習(xí)，在電氣設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，一定要查出原因并處理后才能恢復(fù)送電。

5 建議及總結(jié)

這次事故是典型因設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量問題給生產(chǎn)帶來隱患的典型案例。設(shè)計(jì)上存在保護(hù)定值上下級(jí)配合不合理，控制電源違背本段設(shè)備控制電源應(yīng)從本段取用的原則。采購(gòu)上，電纜質(zhì)量存在問題。施工上存在電纜彎曲半徑不夠和電纜受傷沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)等問題。從這次事故提醒大家應(yīng)重視基建項(xiàng)目的交工驗(yàn)收工作，對(duì)新建系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)人員應(yīng)早介入，特別是重視圖紙資料交接、保護(hù)配合、單機(jī)試運(yùn)、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等工作，對(duì)關(guān)鍵施工點(diǎn)要嚴(yán)格監(jiān)控，把好施工質(zhì)量關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖開進(jìn)，魯庭瑞.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[2] 李宗廷，等.電力電纜施工手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002.