李 奇

(黑龍江省龍煤集團(tuán)雙鴨山分公司，雙鴨山 155100)

1 廠用系統(tǒng)

1.1 廠用系統(tǒng)的構(gòu)成

黑龍江省雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)矸石發(fā)電廠廠用系統(tǒng)，由6.3kV高壓廠用電系統(tǒng)及380/220V低壓廠用電系統(tǒng)構(gòu)成。380/220V低壓廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)為直接接地，采用動(dòng)力中心(PC)和電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)兩級(jí)供電的運(yùn)行方式，其接線如圖1所示。

1.2 保護(hù)配置

廠用電系統(tǒng)中，6kV系統(tǒng)一般采用中性點(diǎn)不接地的方式，380V系統(tǒng)均采用中性點(diǎn)直接接地的方式。

在6kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，并不破壞廠用電系統(tǒng)線電壓的對(duì)稱性，流過(guò)故障點(diǎn)的接地電流主要是電容電流。接地電流素質(zhì)一般很小，接地電弧能自動(dòng)消除。所以，系統(tǒng)仍能照常運(yùn)行，一般允許繼續(xù)運(yùn)行1～2h。

在380V中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路時(shí)，短路的電流數(shù)值很大，將危及電氣設(shè)備的安全，要求保護(hù)裝置必須立即動(dòng)作于跳閘。

1.2.1 6kV 低廠變保護(hù)配置

6kV低廠變保護(hù)配有過(guò)流保護(hù)、綜合保護(hù)、零序保護(hù)。

過(guò)流保護(hù)動(dòng)作電流，躲過(guò)變壓器需要自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)最大起動(dòng)電流之和，動(dòng)作時(shí)間:與低壓熔斷器保護(hù)配合:t=0.7 s。

綜合保護(hù)的電流起動(dòng)值，按變壓器額定電流乘以可靠系數(shù)整定。動(dòng)作時(shí)間:與變壓器的過(guò)負(fù)荷曲線配合，動(dòng)作時(shí)間:與變壓器的過(guò)負(fù)荷曲線配合取5Iqd(Iqd電流起動(dòng)值)時(shí)，t=8s。

零序反時(shí)限保護(hù)動(dòng)作電流按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)變壓器中性線上流過(guò)的最大不平衡電流，此電流一般不超過(guò)低壓繞組額定電流的25%整定。

接地保護(hù)動(dòng)作電流:按躲過(guò)本線路的零序電流整定.可靠系數(shù)大小與保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間有關(guān)，如保護(hù)為瞬時(shí)動(dòng)作的零序電流保護(hù)，則為防止接地電容電流暫態(tài)分量的影響，一般取為4～5;如果保護(hù)為延時(shí)動(dòng)作的零序電流保護(hù)，可取為1.5～2。動(dòng)作時(shí)間:t=0.2s

1.2.2 380V 保護(hù)配置

380V PC電源進(jìn)線配有反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，按躲過(guò)PC段需要自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流之和整定，在10IdZj(IdZj動(dòng)作電流)時(shí)間為 0.5s。

380V MCC電源進(jìn)線接地保護(hù)，按躲過(guò)MCC段全部電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或自起動(dòng)時(shí)的不平衡電流整定，在10IdZj(IdZj動(dòng)作電流)時(shí)間為 0.5s。

圖1

380V保護(hù)電動(dòng)機(jī)接地保護(hù)，按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或自起動(dòng)時(shí)的不平衡電流整定，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一次動(dòng)作電流的數(shù)值為額定電流的10～20%，這里取20%Ie。

1.3 ME開(kāi)關(guān)的性能

(1)雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)矸石發(fā)電廠380V電壓等級(jí)的開(kāi)關(guān)采用長(zhǎng)征電氣九廠生產(chǎn)的ME系列萬(wàn)能式短路器，型號(hào)為ME－630型帶過(guò)電流脫扣器，自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)脫扣器長(zhǎng)延時(shí)電流整定范圍200～400A，動(dòng)作特性為反時(shí)限動(dòng)作，見(jiàn)表1。瞬動(dòng)、短延時(shí)電流整定范圍2～4kA。

表1

(2)雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)矸石發(fā)電廠380/220V工作段(以1APC為例)ME開(kāi)關(guān)整定值，見(jiàn)表2。

2 380/220V MCC負(fù)荷接地短路造成6kV側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘的原因分析

由于380/220V MCC下的負(fù)荷只有熱繼電器保護(hù)，當(dāng)380/220V MCC段以下負(fù)荷接地時(shí)由于通過(guò)熱繼電器的電流不算很大，此負(fù)荷熱繼電器不能動(dòng)作，并且PC段及MCC段零序電流也不是很大，沒(méi)有達(dá)到保護(hù)額定電流的20%，各零序電流繼電器也不足以動(dòng)作，并且從表1中ME開(kāi)關(guān)的性能分析上看也不能短時(shí)切除此過(guò)故障。此時(shí)負(fù)荷是單相接地存在負(fù)序電流，足以使6kV側(cè)廠用變壓器微機(jī)綜合保護(hù)中的負(fù)序電流動(dòng)作，造成66kV側(cè)開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘。

3 解決方案

(1)雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)矸石電廠在380V系統(tǒng)中，采用中性點(diǎn)直接接地的方式，可靠性不高。由于單相接地故障占各類故障的90%以上，雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)矸石電廠的照明和檢修是采用獨(dú)立電源，因此經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的比較，確定在380V系統(tǒng)中是否應(yīng)采取380V系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地的方式，以增加廠用電系統(tǒng)的可靠性;

(2)當(dāng)采取380V系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地的方式，此時(shí)發(fā)生單相接地故障時(shí)，流入故障點(diǎn)的為電容電流，故障電流很小。可以取消部分廠用變壓器綜合保護(hù)的負(fù)序電流保護(hù)跳閘邏輯，即將負(fù)序電流保護(hù)由跳閘改為投信號(hào);

(3)加強(qiáng)對(duì)380/220V MCC負(fù)荷熱繼電器保護(hù)定值的調(diào)整，保證定值的準(zhǔn)確性，減小應(yīng)由熱繼電器動(dòng)作跳閘卻拒動(dòng)時(shí)，造成越級(jí)跳閘的事故;

(4)對(duì)380/220V MCC負(fù)荷，采取加裝相應(yīng)的斷相保護(hù)，以保證負(fù)荷在單相接地時(shí)的正確跳閘，避免出現(xiàn)越級(jí)跳閘事故的發(fā)生。

表2

通過(guò)采取以上措施，可以避免380/220V MCC負(fù)荷單相接地故障時(shí)，造成6kV工作變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘事故的發(fā)生，確保廠用電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，增強(qiáng)可靠性。