直流接地造成10kV開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)誤動(dòng)分析與處理

黃盛聰，錢(qián)曉忠，胡　敏（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410213）

直流接地造成10kV開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)誤動(dòng)分析與處理

黃盛聰，錢(qián)曉忠，胡敏
（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410213）

摘要：黑麋峰電廠10kV廠用電系統(tǒng)運(yùn)行期間，由于直流系統(tǒng)異常，造成220V直流系統(tǒng)接地，并造成10kV開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置REX521非電量保護(hù)開(kāi)入繼電器動(dòng)作，開(kāi)關(guān)誤跳閘，影響了廠用電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。針對(duì)此次直流系統(tǒng)異常造成非電量保護(hù)開(kāi)入繼電器動(dòng)作的原因進(jìn)行分析，并提出解決方案。

關(guān)鍵詞：直流接地；繼電器；電容；非電量保護(hù)

0　引言

2009年12月22日，我廠3號(hào)機(jī)組400V自用變非電量保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致3號(hào)機(jī)組自用電10kV饋線開(kāi)關(guān)318跳閘（該保護(hù)裝置接收10kV開(kāi)關(guān)下端變壓器溫度過(guò)高跳閘信號(hào)）。同類(lèi)事件發(fā)生過(guò)多次，影響了廠用電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。針對(duì)這一情況，我廠立即組織了故障調(diào)查與原因分析。

1　故障原因分析

通過(guò)分析比較以往10kV開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)誤動(dòng)跳閘事件，發(fā)現(xiàn)上庫(kù)、下庫(kù)的400V變壓器高壓側(cè)10kV開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)從未誤動(dòng)過(guò)，誤動(dòng)跳閘都集中在主廠房400V變壓器高壓側(cè)的10kV開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)；主廠房10kV系統(tǒng)與廠用變壓器安裝位置相對(duì)較遠(yuǎn)，相應(yīng)的變壓器溫控器至10kV開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)跳閘回路電纜較長(zhǎng)，容易對(duì)地形成分布電容，而10kV開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)外部開(kāi)入采用光耦繼電器開(kāi)入，功率較小（遠(yuǎn)小于1W），當(dāng)直流控制系統(tǒng)出現(xiàn)接地等異常情況時(shí)，形成了類(lèi)似電容放電的現(xiàn)象，導(dǎo)致10kV開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)開(kāi)入光耦動(dòng)作，引起保護(hù)誤動(dòng)跳閘。

直流電源的變化包括：直流正端接地，引起負(fù)端對(duì)地電壓的升高；直流負(fù)端接地，引起正端對(duì)地電壓的升高；以及直流正、負(fù)接地位置的轉(zhuǎn)換，引起負(fù)、正端對(duì)地電壓的升高等都會(huì)對(duì)控制回路的中間繼電器產(chǎn)生影響，下面以操作回路直流瞬時(shí)接地為例，加以說(shuō)明：

圖1直流正接地TJR回路圖

回路接線如圖1所示，它與直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置聯(lián)系在一起，構(gòu)成一個(gè)完整的回路。圖中C1、C2為蓄電池正、負(fù)對(duì)地電容；C3為電纜對(duì)地電容，TJR為出口繼電器，E為直流電壓

當(dāng)正極接地時(shí)，TJR線圈兩端的電壓值，可用等值電路來(lái)計(jì)算：

圖2等值電路圖

進(jìn)行拉氏變換后，等效電路見(jiàn)圖3。

圖3拉氏變換計(jì)算圖

其中R=RTJR=6.4kΩ

圖4R兩端電壓變化的曲線圖

負(fù)極接地，出口繼電器的工況、計(jì)算方法同正極接地的計(jì)算。

當(dāng)電源電壓越高，對(duì)地分布電容越大，TJR繼電器線圈兩端的電壓越高，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，繼電器越易動(dòng)作。

繼電保護(hù)及電網(wǎng)安全自動(dòng)化裝置檢驗(yàn)條例明確規(guī)定：由變壓器、電抗器瓦斯保護(hù)啟動(dòng)中間繼電器，由于連線長(zhǎng)，電纜電容大，為避免電源正極接地誤動(dòng)作，應(yīng)采用較大啟動(dòng)功率的中間繼電器。

建議：當(dāng)驅(qū)動(dòng)操作箱直跳回路的電纜較長(zhǎng)，分布電容較大時(shí)，可通過(guò)提高繼電器的啟動(dòng)功率防止繼電器誤動(dòng)。

2　改造方案

通過(guò)以上分析，針對(duì)我廠出現(xiàn)的此類(lèi)情況，根據(jù)《繼電保護(hù)和安全裝置技術(shù)規(guī)程（GB14285-2006）》中有關(guān)對(duì)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置二次回路的“對(duì)經(jīng)長(zhǎng)電纜跳閘的回路，應(yīng)采取防止長(zhǎng)電纜分布電容影響和防止出口繼電器誤動(dòng)的措施”規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，決定在主廠房10kV開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)開(kāi)入光耦繼電器上采用并聯(lián)加裝抗干擾繼電器的方法，提高光耦繼電器啟動(dòng)功率，防止非電量保護(hù)誤動(dòng)。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，需要加裝非電量保護(hù)抗干擾繼電器的10kV開(kāi)關(guān)涉及10kVI段5個(gè)開(kāi)關(guān)（311、315、317、318和319開(kāi)關(guān)）、10kVⅢ段5個(gè)開(kāi)關(guān)（333、334、336和338開(kāi)關(guān)），抗干擾繼電器采用南瑞繼保生產(chǎn)的NR0520A型抗干擾繼電器。

NR0520A型抗干擾繼電器的原理介紹：NR0521繼電器盒采用了兩級(jí)繼電器串聯(lián)的設(shè)計(jì)方式：第一級(jí)繼電器動(dòng)作后，接通第二級(jí)繼電器的電源，同時(shí)通過(guò)繼電器節(jié)點(diǎn)將功率較大的電阻短路，降低動(dòng)作后的保持功率。外部開(kāi)入信號(hào)經(jīng)過(guò)繼電器盒重動(dòng)后給出兩組接點(diǎn)。該繼電器盒具有以下特點(diǎn)：

（1）起動(dòng)功率大于5W；

（2）動(dòng)作電壓為55%～70%的額定電壓（DC110V 或DC220V）；

（3）額定電壓下動(dòng)作速度不大于20ms；

（4）加入220V交流電壓，能夠可靠不動(dòng)作（第一級(jí)繼電器抖動(dòng)，但第二級(jí)繼電器不出口）。

NR0521繼電器盒原理可參考圖5。

圖5NR0521繼電器盒原理示意圖

對(duì)于需要接入NR0521繼電器盒的開(kāi)入信號(hào)，接入端子1，起動(dòng)繼電器；繼電器輸出兩副接點(diǎn)8-9,10-11。

電路改造前后示意圖見(jiàn)圖6。

圖6電路改造前后示意圖

說(shuō)明：AR51為非電量保護(hù)開(kāi)入光耦；NR0520A為抗干擾繼電器

3　結(jié)束語(yǔ)

我廠廠用電系統(tǒng)按上述方案改造后，10kV開(kāi)關(guān)REX521保護(hù)裝置運(yùn)行良好，未再出現(xiàn)非電量保護(hù)誤跳閘事件，證明改造是成功的，使該類(lèi)情況得到了有效的解決。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TM86

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2015）01-0025-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.01.008

收稿日期：2014-09-14

作者簡(jiǎn)介：黃盛聰（1983-），男，助理工程師，從事電廠保護(hù)勵(lì)磁設(shè)備維護(hù)工作。