馬德君,趙彥明,孫福
(1.官地水力發(fā)電廠,四川西昌615000;2.錦屏水力發(fā)電廠,四川西昌615000)
2008年12月7日,二灘水力發(fā)電廠電氣班人員開票進行GIS 5014斷路器直流電阻試驗的定期工作。11∶15,中控室報GIS II母CT保護掉牌報警信號,GISⅡ母CT的位置在5014斷路器上,經(jīng)查,當(dāng)時的安全措施為5014斷路器斷開,CT監(jiān)視繼電器常開觸點處于常開位置且CT監(jiān)視繼電器直流工作電源未斷開(即回路處于工作狀態(tài)),此時,只有電氣班人員正在進行5014斷路器A相的直流電阻測量試驗,其他人員未在此斷路器上進行工作。
CT保護掉牌必須具備的條件為:在CT監(jiān)視繼電器兩端電壓超過6 V且時間超過3 s。其接線見圖1。
根據(jù)CT掉牌條件,結(jié)合現(xiàn)場只有電氣班在進行該CT直流電阻試驗的具體情況,初步分析得出此次GISⅡ母CT保護掉牌報警的原因為試驗中在CT監(jiān)視回路上產(chǎn)生了超過6 V的電壓,且持續(xù)時間超過3 s。經(jīng)分析,電壓產(chǎn)生的原因有兩種可能:
(1)斷路器直流電阻測試儀快速升流,使得CT二次側(cè)產(chǎn)生6 V以上的電壓。
(2)斷路器直流電阻測試儀的輸出包含大量的交流電壓信號,該電壓信號在CT二次側(cè)產(chǎn)生了6 V以上的電壓。
為查找并驗證CT掉牌初步分析的原因,電氣班在試驗室使用同型號的實物進行了模擬試驗。
斷路器直流電阻測試儀、母線CT(2000/1A)、高阻繼電器(MBP-A2II 1A 50HZ)、CT二次回路監(jiān)視繼電器、AVO交直流信號輸出儀、FLUKE示波表、萬用表、導(dǎo)線若干。
試驗針對CT二次側(cè)短路以及CT二次側(cè)并聯(lián)高阻繼電器和監(jiān)視繼電器(模擬現(xiàn)場實際接線)兩種情況,其試驗接線情況分別見圖2、3。
圖2 CT二次側(cè)短路試驗接線圖
圖3 CT二次側(cè)并聯(lián)高阻繼電器及監(jiān)視繼電器試驗接線圖
(1)對于圖2,試驗記錄了斷路器直阻測試儀在不同電流I1情況下母線CT二次側(cè)所流過的電流I2,試驗數(shù)據(jù)見表1。
(2)對于圖3,試驗記錄了斷路器直阻測試儀在不同電流I1情況下母線CT二次側(cè)監(jiān)視繼電器所流過的電流I2以及CT二次側(cè)的電壓U2、電壓信號U2的頻率f。試驗數(shù)據(jù)見表2。
(3)試驗波形及關(guān)系曲線圖見圖4~10。
表1 CT二次側(cè)短路試驗數(shù)據(jù)表
表2 CT二次側(cè)并聯(lián)高阻繼電器及監(jiān)視繼電器試驗數(shù)據(jù)表
圖4 一次側(cè)電流穩(wěn)步增加時監(jiān)視繼電器上的電壓波形圖
圖5 一次側(cè)電流瞬間增減為100 A(3 s以內(nèi))時監(jiān)視繼電器上的電壓波形圖
圖6 CT二次側(cè)短路情況下一次側(cè)電流固定時CT二次側(cè)電流波形圖
圖7 CT二次側(cè)短路情況下CT二次側(cè)電流與一次側(cè)電流的關(guān)系曲線圖
圖8 一次側(cè)電流為50 A、100 A直流時監(jiān)視繼電器兩端電壓波形圖
圖9 CT一次側(cè)電流與二次側(cè)監(jiān)視繼電器兩端電壓關(guān)系曲線圖
圖10 斷路器直流電阻測試儀輸出波形測試回路及輸出波形圖
由圖4可知,既使進行平穩(wěn)操作,隨著通過CT的一次側(cè)電流的增加,在監(jiān)視繼電器兩端也會產(chǎn)生超過6 V的交流電壓(最大為10 V左右)。而從圖4可知,在進行試驗過程中,模擬通過CT一次側(cè)的電流以最快速度增加時監(jiān)視繼電器兩端會產(chǎn)生最大幅值達55 V的交流電壓,但時間低于3 s。通過以上數(shù)據(jù)可以判定,斷路器直流電阻測試儀快速升流的確使CT二次側(cè)產(chǎn)生的電壓很高(遠(yuǎn)高于6 V),但時間小于動作時間(3 s),因此,此次CT掉牌報警的原因不在于快速升流,故排除初步原因分析中的第(1)種可能。
由表1、圖6、7可知,當(dāng)斷路器直流電阻測試儀在CT一次側(cè)通過直流電流時,在CT二次側(cè)就會感應(yīng)出一定數(shù)值的電流,而且在一定范圍內(nèi)二次側(cè)電流與一次側(cè)電流基本成正比,說明直流電阻測試儀在試驗過程中將在母線CT二次側(cè)產(chǎn)生一定電流,進而由表2、圖8、9可知,當(dāng)斷路器直流電阻測試儀在CT一次側(cè)通過直流電流時,在CT二次側(cè)并聯(lián)的監(jiān)視繼電器上就會流過一定數(shù)值的電流,在其兩端產(chǎn)生一定幅值、頻率為100 Hz的周期性交流電壓,說明回路電阻測試儀器的直流輸出量中存在交流分量。從圖10中可以驗證,在回路電阻測試儀輸出中含有100 Hz的交流分量,當(dāng)直流電阻測試儀輸出電流大于10 A時,CT監(jiān)視繼電器兩端電壓均在10 V以上。試驗中,當(dāng)該電壓作用約3 s后,CT二次回路監(jiān)視繼電器即動作。
結(jié)論:通過對上述試驗數(shù)據(jù)進行分析得知,因回路電阻測試儀器的直流輸出量中包含頻率為100 Hz的交流分量,在進行斷路器直流電阻測試時,該交流分量在CT的二次側(cè)產(chǎn)生了一定數(shù)值的100 Hz交流電流,該電流流經(jīng)監(jiān)視繼電器時,在其兩端將產(chǎn)生一定幅值的電壓。試驗中,當(dāng)斷路器直流電阻測試儀的輸出電流為10 A左右時,監(jiān)視繼電器兩端將產(chǎn)生一個超過6 V的電壓,如該電壓作用3 s以上,則監(jiān)視繼電器動作,繼而發(fā)出CT保護掉牌報警信號。
通過此次事件,可以總結(jié)出以下經(jīng)驗教訓(xùn):
(1)工作的安全措施要周全、到位。例如此次工作中,如果將母線CT斷線保護回路切掉就不會發(fā)生報警。
(2)對試驗設(shè)備及儀器的功能等情況要清楚。此次事件就是對斷路器直流電阻測試儀輸出量中含有交流分量不清楚而造成的。
為防止類似事件的發(fā)生,在此次模擬試驗及原因查找的基礎(chǔ)上,對于此類斷路器的直流電阻試驗工作增加了以下安全措施:選在母線停電檢修的時間進行或試驗前停掉相關(guān)保護(如切斷CT監(jiān)視繼電器直流電源)。