一起6KV廠用電系統(tǒng)零序保護(hù)拒動(dòng)原因分析

寇予飛　寇予龍

[摘 要]針對(duì)某電廠6KV廠用電系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)零序保護(hù)拒動(dòng)的異?，F(xiàn)象，基于運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)異常原因進(jìn)行了綜合分析，簡(jiǎn)述了處理過(guò)程，并提出了處理對(duì)策。

[關(guān)鍵詞]6KV廠用電系統(tǒng) 零序保護(hù)拒動(dòng) 原因分析 處理對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM855；TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）28-0071-01

0 引言

某電廠兩臺(tái)300MW機(jī)組，采用單元制接線。每臺(tái)機(jī)組設(shè)一臺(tái)高廠變?yōu)楸緳C(jī)提供6KV廠用電；設(shè)置一臺(tái)啟備變作為6KV公用負(fù)荷的電源和兩臺(tái)機(jī)組6kV廠用電的備用電源。啟備變型號(hào)為SFFZ9—50000/220，額定容量50000/31500-31500KVA，額定電壓為（230±8*1.25%）/6.3-6.3，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)YNyn0—yn0+d，中性點(diǎn)接地電阻采用金屬箱式封閉結(jié)構(gòu)，螺栓固定，架空布置，運(yùn)行中無(wú)法打開(kāi)，中性點(diǎn)接地電阻為100Ω。

XX年08月12日18時(shí)06分，DCS “6KV OB段接地”“6KV OB段消諧裝置動(dòng)作”報(bào)警發(fā)出，查看6KV OB段A、B、C相電壓分別為：0KV、6.3KV、6.3KV（正常為3.6KV、3.6KV、3.6KV）；至繼電保護(hù)室檢查發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)渥兾C(jī)保護(hù)裝置上顯示6KV OB分支零序電流為0.006A；故障錄波器錄得6KV OB段故障數(shù)據(jù)：Ia=0.30A，Ic=0.30A，I0=0.00A，Ua=0.00V，Ub=105V，Uc=105V，U0=105 V；至6KV公用段配電室檢查發(fā)現(xiàn)：6KV OB段消諧裝置有諧振報(bào)警和接地報(bào)警，6KV OB段各負(fù)荷開(kāi)關(guān)高壓帶電顯示裝置上A相指示燈均不亮，而B(niǎo)、C兩相帶電顯示指示燈明顯比6KVOA段A、B、C三相亮度高，各運(yùn)行負(fù)荷開(kāi)關(guān)微機(jī)保護(hù)裝置上顯示的零序電流為：“二期施工電源二” 0.09A，其余均為0.005A至0.008A不等；為進(jìn)一步確認(rèn)是否接地，值班員至就地用點(diǎn)溫計(jì)測(cè)啟備變A、B分支中性點(diǎn)100歐接地電阻箱四周溫度，A側(cè)為38.4℃，B側(cè)為38.8℃，B分支中性點(diǎn)接地電阻箱無(wú)明顯發(fā)熱現(xiàn)象。因 “二期施工電源二”零序電流較其它負(fù)荷高一數(shù)量級(jí)，于是將其斷電，故障現(xiàn)象隨即消失。

經(jīng)查，二期施工人員在進(jìn)行挖掘機(jī)取土工作時(shí)，挖掘斗碰傷上海電建用施工變高壓側(cè)地埋電纜中部，導(dǎo)致電纜A相絕緣損壞，導(dǎo)電部分銅線外漏于土地上，直接接地（上海電建用施工變?yōu)椤岸谑┕る娫炊本€路所帶六臺(tái)施工變之一），而“二期施工電源二”零序保護(hù)未動(dòng)作，也未越級(jí)跳開(kāi)啟備變低壓側(cè)OB分支開(kāi)關(guān)。

1 原因分析

1.1 查詢DCS上6KV OB段母線電壓變化曲線：18：06， 6KV OB段A相電壓開(kāi)始出現(xiàn)波動(dòng)，具有明顯的弧光放電諧振的特征，6KV OB段消諧裝置也確實(shí)有諧振報(bào)警和接地報(bào)警出現(xiàn)，和電壓曲線相吻合，18：11，A相電壓變?yōu)榱悖珺、C想電壓分別升高至6.2KV穩(wěn)定，從這一現(xiàn)象分析，此次事故是6KV電纜絕緣破壞發(fā)生間隙性弧光接地導(dǎo)致諧振，5分鐘后絕緣徹底損壞發(fā)展為穩(wěn)定性的接地。后來(lái)通過(guò)詢問(wèn)具體接地情況，確認(rèn)為二期在施工時(shí)破壞了高壓電纜。

1.2 查詢故障錄波器，有欠電壓?jiǎn)?dòng)和過(guò)電壓?jiǎn)?dòng)的記錄， 6KV OB段故障數(shù)據(jù)顯示：Ia=0.30A，Ic=0.30A，I0=0.00A，Ua=0.00V，Ub=105V，Uc=105V，U0=105 V。錄波器錄取6KV OB段故障電壓正常，故障電流變化不明顯，看不出零序電流。

1.3 6KV OB段上各負(fù)荷開(kāi)關(guān)零序CT變比為60：1，零序電流保護(hù)定值為0.2A，保護(hù)動(dòng)作電流折算至一次側(cè)為0.2*60=12A，延時(shí)0.5S，動(dòng)作于跳閘。故障發(fā)生時(shí)，6KV OB段上所有負(fù)荷零序電流均較小，未達(dá)到各負(fù)荷開(kāi)關(guān)零序保護(hù)動(dòng)作值，保護(hù)正確未動(dòng)。

1.4 啟備變低壓側(cè)OB分支零序電流保護(hù)定值為1.82A，零序CT變比為50/5，保護(hù)動(dòng)作電流折算至一次側(cè)為18.2A，延時(shí)1.0 S跳B(niǎo)分支開(kāi)關(guān)，延時(shí)1.5 S跳啟備變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)（跳閘線圈Ⅰ、Ⅱ）、跳啟備變低壓側(cè)OA、OB分支開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)失靈保護(hù)。故障發(fā)生時(shí)，6KV OB分支零序電流為0.006A ，未達(dá)到零序保護(hù)動(dòng)作值，保護(hù)正確未動(dòng)。

1.5 從理論上分析，當(dāng)6KV OB段上某負(fù)荷發(fā)生金屬性接地時(shí)，流過(guò)啟備變低壓側(cè)OB分支中性點(diǎn)100Ω電阻的零序電流應(yīng)為6300/1.732/100=36.37A，該負(fù)荷開(kāi)關(guān)零序保護(hù)首先應(yīng)動(dòng)作于跳閘，否則啟備變低壓側(cè)OB分支開(kāi)關(guān)也應(yīng)動(dòng)作于跳閘，就地接地電阻箱應(yīng)有較嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象。但實(shí)際情況是負(fù)荷開(kāi)關(guān)、分支開(kāi)關(guān)零序保護(hù)均未動(dòng)作，且接地電阻箱沒(méi)有發(fā)熱現(xiàn)象，符合中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的現(xiàn)象：流過(guò)非故障線路的零序電流為線路本身對(duì)地電容電流，流過(guò)故障線路的零序電流為系統(tǒng)非故障線路對(duì)地電容電流之和，故障相電壓降為與大地等電位即0V，中性點(diǎn)電壓升至相電壓，非故障相電壓升至線電壓，線電壓對(duì)稱關(guān)系保持不變。

綜合分析，啟備變6KV OB分支中性點(diǎn)、接地電阻和接地點(diǎn)之間某個(gè)位置實(shí)際在斷開(kāi)，即中性點(diǎn)實(shí)際可能已不接地（懸空），變成了一個(gè)不接地系統(tǒng)，即使發(fā)生金屬性接地也不能形成零序通路，零序電流近似為零。

2 處理對(duì)策

2.1 對(duì)“二期施工電源二”開(kāi)關(guān)零序保護(hù)從CT根部加電流進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)“二期施工電源二”零序保護(hù)接線、定值、保護(hù)裝置不存在問(wèn)題。

2.2 申請(qǐng)調(diào)度停運(yùn)啟備變。

2.3 啟備變停運(yùn)后，對(duì)6KV OB段分支零序電流保護(hù)從CT根部加電流進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)6KV OB段分支零序電流保護(hù)接線、定值、保護(hù)裝置不存在問(wèn)題。

2.4 同時(shí)檢查6KV OB分支中性點(diǎn)接地電阻箱，以判斷接地電阻100Ω是否正常，是否影響到故障零序電流偏小導(dǎo)致零序保護(hù)不動(dòng)作。

2.5 打開(kāi)接地電阻箱后發(fā)現(xiàn)：6KV OB分支中性點(diǎn)與接地電阻相接后懸空，未接地。

2.6 根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明，分支中性點(diǎn)通過(guò)100Ω接地電阻后，應(yīng)通過(guò)接地線穿過(guò)電阻箱右下方零序CT（用于啟動(dòng)計(jì)數(shù)器）后可靠接地。立即將接地電阻可靠接地。

2.7 同時(shí)對(duì)6KV OA分支中性點(diǎn)接地電阻箱進(jìn)行檢查，存在同樣問(wèn)題，將接地電阻可靠接地。

2.8 利用#1、#2機(jī)停機(jī)機(jī)會(huì)，檢查#1、#2高廠變6KV A、B分支中性點(diǎn)接地電阻存在同樣問(wèn)題，立即對(duì)其進(jìn)行了改正。

3 幾點(diǎn)思考

3.1 #1、#2高廠變、啟備變?cè)诎惭b施工過(guò)程中，未嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行，導(dǎo)致變壓器低壓分支中性點(diǎn)接地電阻實(shí)際未接地。

3.2 #1、#2高廠變、啟備變已投運(yùn)數(shù)年，在歷次大小修中，因檢修不到位，也未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)此類隱患。

3.3 #1、#2高廠變、啟備變中性點(diǎn)接地電阻采用金屬箱式封閉結(jié)構(gòu)，螺栓固定，架空布置，運(yùn)行中無(wú)法打開(kāi)，從而導(dǎo)致設(shè)備存在的安裝隱患未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

6KV廠用電系統(tǒng)采用100Ω中阻接地， 目的就是為使零序保護(hù)可靠、靈敏地動(dòng)作。所以當(dāng)6KV廠用電系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，可以快速地切除故障，而不是像不接地系統(tǒng)一樣以犧牲設(shè)備壽命為代價(jià)維持運(yùn)行。中阻接地系統(tǒng)如果不能快速切除故障，極易發(fā)生火燒聯(lián)營(yíng)地事故。所以，我們只有在確保設(shè)備接線正確，保護(hù)整定、投入無(wú)誤的前提下，方能保證在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)能可靠地、有選擇地、靈敏地將故障切除。

作者簡(jiǎn)介

寇予飛（1977—），女，漢族，河南鄭州人，從事電廠運(yùn)行管理工作，工程師；寇予龍（1984—），女，漢族，河南鄭州人，從事電廠電氣二次檢修工作，助理工程師。endprint