110V直流系統(tǒng)母線電壓及絕緣異常故障處理

摘 要：某電廠機(jī)組運(yùn)行期間發(fā)生了110V直流系統(tǒng)母線電壓及絕緣異常故障。通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)配電柜向主控輸送盤柜信號(hào)的電纜端子松動(dòng)，同時(shí)該系統(tǒng)絕緣檢測(cè)儀電路板損壞，導(dǎo)致主控異常報(bào)警。文中對(duì)故障查找方法進(jìn)行了詳細(xì)描述，對(duì)導(dǎo)致母線電壓異常的原因進(jìn)行了具體分析，同時(shí)提出了避免該故障再次發(fā)生的預(yù)防性措施和解決方案。

關(guān)鍵詞：母線電壓；絕緣；異常

110V直流系統(tǒng)LBA是核電站核安全極其重要的安全屏障，為核電站眾多1E級(jí)設(shè)備進(jìn)行供電，其中包括6.6kV及380V配電盤、6.6kV斷路器操作機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)能電機(jī)、控制線圈、測(cè)量?jī)x表、逆變器、棒電源等。

1 直流系統(tǒng)介紹

整流器又稱整流電源，是將交流電變換為直流電的一種換流設(shè)備。相控型整流電源是通過(guò)控制晶閘管觸發(fā)角α的大小，也就是控制觸發(fā)脈沖起始相位來(lái)控制整流電路輸出電壓大小的整流電源稱作相控型整流電源。在核電站，相控型整流電源一般采用三相全控橋式整流電路，主要由輸入變壓器、三相整流橋、輸出濾波電路、整流器控制單元和報(bào)警單元等部分組成。

110V直流系統(tǒng)LBA向核島眾多重要負(fù)荷提供控制電，該系統(tǒng)設(shè)置兩臺(tái)充電器同時(shí)向蓄電池提供浮充電電壓，每臺(tái)充電器能夠提供最大持續(xù)負(fù)荷電流，同時(shí)維持蓄電池電壓不變，蓄電池僅需提供瞬時(shí)尖峰負(fù)荷。由于充電器的性能只有在與蓄電池并聯(lián)時(shí)才能保證，因此禁止該系統(tǒng)長(zhǎng)期脫離蓄電池運(yùn)行。兩臺(tái)充電器并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)充電器發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到另一臺(tái)上，同時(shí)發(fā)生故障的充電器發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。兩臺(tái)充電器分別有兩路380V配電柜提供電源，其中一組由柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)急電源供電，當(dāng)切換到柴油放電機(jī)組時(shí)，不切除充電器負(fù)荷。蓄電池組和充電器與配電柜相連，配電盤用于向直流負(fù)荷供電，同時(shí)該系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)直流接地故障探測(cè)器用于連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)絕緣的完整性。

圖1

2 問(wèn)題排查及故障原因分析

2.1 故障描述

2014年9月8日，1號(hào)機(jī)組出現(xiàn)1LBA系統(tǒng)1LBA006KA絕緣故障報(bào)警，上午11點(diǎn)23分主控顯示母線電壓低至25V左右（瞬態(tài)約1S），當(dāng)天晚上19：23分，主控顯示電壓瞬間高至145.1V（瞬態(tài)約1S）。在此期間，主控一共出現(xiàn)過(guò)大概六次電壓異常報(bào)警，電壓最低低到達(dá)1.5V。

2.2 故障排查及原因分析

維修人員趕到現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)就地盤柜母線電壓正常，未出現(xiàn)中空顯示的異常電壓現(xiàn)象，就地盤柜上出現(xiàn)絕緣故障報(bào)警，1LBA絕緣檢測(cè)儀在負(fù)極絕緣阻值顯示為0時(shí)，維修人員測(cè)量正負(fù)母線對(duì)地電壓分別約為+61.1V、-56.2V，電壓正常，絕緣檢測(cè)儀誤報(bào)警。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，絕緣檢測(cè)儀電源電路板損壞，更換后報(bào)警消失。

接著對(duì)母線電壓異常問(wèn)題進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，主控顯示1LBA母線低至約20V時(shí)，充電器、報(bào)警繼電器均無(wú)過(guò)流、短路和蓄電池放電報(bào)警，推斷為誤報(bào)，使用波形記錄儀對(duì)1LBA母線一次側(cè)電壓進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，以核實(shí)LBA母線電壓是否真是低。錄波七天期間，主控出現(xiàn)過(guò)幾次電壓異常報(bào)警，但是就地錄波儀顯示波形正常，電壓無(wú)異常；與此同時(shí)，下游負(fù)荷正常運(yùn)行無(wú)異常。

圖2

盤柜通過(guò)電壓變送器，將母線電壓轉(zhuǎn)換成毫輸送到1KCP501AR再傳送到主控室，用于指示盤柜電壓的信號(hào)。維修人員懷疑該電壓變送器故障，隨即對(duì)該電壓變送器進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)電壓變送器存在異常。

對(duì)電壓變送器信號(hào)1LBA001MU的相應(yīng)端子及1KCP501AR 03A、03B端子進(jìn)行檢查；同時(shí)對(duì)儀控機(jī)柜內(nèi)電纜屏蔽線進(jìn)行檢查。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，用于采集母線電壓信號(hào)的兩根電纜松動(dòng)，導(dǎo)致主控出現(xiàn)上述故障報(bào)警，對(duì)配電柜內(nèi)所有端子進(jìn)行緊固后，報(bào)警消失，無(wú)異常。

3 結(jié)束語(yǔ)

該電廠核島直流系統(tǒng)為進(jìn)口設(shè)備，廣泛用于國(guó)內(nèi)核電、火電機(jī)組。本次母線異常事件，值得引起我們的注意，需定期對(duì)盤柜內(nèi)部元器件進(jìn)行檢查，端子排進(jìn)行緊固，以防止類似故障再次發(fā)生。

作者簡(jiǎn)介：劉宇（1986-），男，黑龍江齊齊哈爾人，助理工程師，大學(xué)本科，從事核電廠電氣檢修工作。