摘 要：介紹了一起6kV公用段母線PT二次交流回路短路，本段廠低變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘的典型事故，分析了事故發(fā)生的原因，指出了6kV母線PT二次交流回路設(shè)計(jì)上存在的缺陷，以及高壓電機(jī)綜合保護(hù)裝置和快切裝置PT斷線閉鎖邏輯上存在的問題，并提出了改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：PT；低電壓保護(hù)；失壓切換；PT斷線閉鎖

引言

6kV母線PT（電壓互感器-Potential transformer，簡(jiǎn)稱PT）作為測(cè)量、高壓電機(jī)綜合保護(hù)（簡(jiǎn)稱綜保）裝置、發(fā)變組保護(hù)裝置及快切裝置等設(shè)備的二次交流電壓測(cè)量信號(hào)來源，當(dāng)PT的二次交流電壓出線異常時(shí)，上述裝置和回路工作不正常，嚴(yán)重危及一次系統(tǒng)的安全運(yùn)行。文章介紹了一起6kV公用段母線PT二次交流空開A、B相跳閘事故，對(duì)電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)、快切裝置及廠低變差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作原因進(jìn)行分析，提出事故防范措施。

1 事故現(xiàn)象

某電廠某日14：57 #1機(jī)組集控DCS發(fā)“發(fā)變組保護(hù)裝置故障報(bào)警”、“發(fā)變組保護(hù)A柜PT斷線”及“發(fā)變組保護(hù)B柜PT斷線”光字，6kV公用1A段工作電源開關(guān)6191A跳閘，備用電源開關(guān)6091A合閘成功，脫硫1A變電源開關(guān)6911A、公用1A變電源開關(guān)6913A及煤礦1A變電源開關(guān)6919A跳閘，脫硫1B/1C漿液循環(huán)泵、1B氧化風(fēng)機(jī)、B濕磨機(jī)、#1/2機(jī)務(wù)空壓機(jī)及#1增壓風(fēng)機(jī)跳閘，#1增壓風(fēng)機(jī)煙氣旁路擋板打開。檢查發(fā)變組保護(hù)A、B柜PT斷線黃色氖燈亮，檢查6kV公用1A段快切裝置動(dòng)作氖燈亮，DCS畫面上6kV公用1A母線電壓顯示2.98kV，立即檢查6kV公用1A段母線PT二次交流空開A、B相跳閘C相未跳，立即試合A、B相空開成功。

2 各保護(hù)裝置事故記錄

2.1 DCS數(shù)據(jù)歷史記錄

查閱DCS歷史數(shù)據(jù)，從14：57：01至15：00：35（約3分鐘34秒），6kV公用1A母線電壓降至2.986kV，6kV公用1A備用分支電流14：57：04由0上升至140.902A，16：35：14電流由596A降至0；400V公用1A段電壓14：57：01為383.687V、14：57：02為133.136V、14：57：03為374.301V。

2.2 查閱6kV公用1A段高壓電動(dòng)機(jī)綜保裝置動(dòng)作報(bào)告見表1。

2.3 查閱6kV公用1A段快切裝置動(dòng)作報(bào)告如下：

起動(dòng)方式：失壓；

切換方式：串聯(lián)；

實(shí)現(xiàn)方式：殘壓；

動(dòng)作信息：跳工作合備用；

異常信息：無(wú)；

裝置啟動(dòng)時(shí)刻：43毫秒 頻差：0 相差：171.4度 母線電壓Uab=0%、Ubc=47.7%、Uca=47.0%；

跳工作開始時(shí)刻：44毫秒 頻差：0 相差：171.4度 母線電壓Uab=0%、Ubc=47.7%、Uca=47.0%；

跳工作結(jié)束時(shí)刻：89毫秒 頻差：0 相差：171.4度 母線電壓Uab=0%、Ubc=47.6%、Uca=46.8%；

合備用開始時(shí)刻 304 毫秒 頻差：0 相差：171.4度 母線電壓Uab=0%、Ubc=28.8%、Uca=28.5%；

合備用結(jié)束時(shí)刻 372毫秒 頻差：0 相差：171.4度 母線電壓Uab=0%、Ubc=34.6%、Uca=34.2%；

2.4 查看脫硫1A變、公用1A變、煤礦1A變差動(dòng)綜保動(dòng)作報(bào)告見表2。

3 事故原因分析

3.1 DCS中測(cè)量數(shù)據(jù)異常分析

集控DCS中6kV公用1A段母線電壓顯示異常的原因，雖然6kV公用1A段母線電壓實(shí)際正常（無(wú)論6kV公用1A段快切動(dòng)作前還是后），但因6kV公用1A段母線PT的交流二次空開A、B相跳閘C相未跳， 造成6kV公用1A段母線電壓Uca送至變送器進(jìn)DCS的數(shù)據(jù)異常，從電動(dòng)機(jī)綜保裝置保護(hù)二次測(cè)量值Uca=48.9V，可計(jì)算出DCS所顯示的6kV公用1A段母線電壓為：6×48.9÷100=2.93kV，和DCS顯示值2.986kV基本相吻合。400V公用1A段電壓14：57：01為383.687V、14：57：02為133.136V、14：57：03為374.301V。因公用1A廠低變6kV側(cè)開關(guān)6913A跳閘、400V側(cè)開關(guān)4913A跳閘，DCS的公用段備自投邏輯動(dòng)作，自動(dòng)合上400V側(cè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)0913A，由400V公用1B段給公用1A段供電正常。

3.2 6kV公用1A段運(yùn)行中的高壓電動(dòng)機(jī)跳閘原因

目前6kV高壓電動(dòng)機(jī)所配置的低電壓保護(hù)分兩類，一類是從6kV母線PT二次回路設(shè)計(jì)有60V和45V的低電壓電磁繼電器，經(jīng)PT斷線閉鎖分別啟動(dòng)0.5秒和9秒的時(shí)間繼電器，根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)不同的出口繼電器送至電動(dòng)機(jī)跳閘回路，形成集中式的低電壓保護(hù)。另一類6kV母線PT的二次交流電壓經(jīng)分相式的小空開，送至高壓配電柜的二次交流柜頂小母線，配電柜從二次交流柜頂小母線取得測(cè)量電壓至綜保裝置，各高壓電動(dòng)機(jī)的綜保裝置具有PT斷線檢測(cè)和低電壓保護(hù)功能，構(gòu)成分散式的低電壓保護(hù)系統(tǒng)[1]?，F(xiàn)新建電廠的高壓電動(dòng)機(jī)基本都采用分散式的低電壓保護(hù)。

漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、濕磨機(jī)、機(jī)務(wù)空壓機(jī)綜保裝置的低電壓保護(hù)定值設(shè)定為60V 0.5秒投跳閘，雖6kV公用1A段母線實(shí)際電壓正常，因母線PT的交流二次空開A、B相跳閘，配電柜的二次交流柜頂小母線電壓異常，所有電動(dòng)機(jī)綜保裝置測(cè)量到的三相二次電壓值為：Uab=0V Ubc=48.8V Uca=48.8V，三相間電壓均低于60V，且電動(dòng)機(jī)綜保裝置的PT斷線邏輯檢測(cè)功能不完善，母線PT二次交流空開A、B相跳閘C相未跳，綜保裝置未發(fā)PT斷線信號(hào)，閉鎖電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)，造成運(yùn)行中的1B/1C漿液循環(huán)泵、1B氧化風(fēng)機(jī)、B濕磨機(jī)，#1/2機(jī)務(wù)空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)綜保裝置低電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘，1A漿液循環(huán)泵在停運(yùn)狀態(tài)，因三臺(tái)漿液循環(huán)泵均停脫硫DCS邏輯聯(lián)跳#1增壓風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)跳閘聯(lián)開煙氣旁路擋板。（現(xiàn)煙氣旁路擋板已焊死，增壓風(fēng)機(jī)跳閘后的邏輯有所不同）

3.3 發(fā)變組保護(hù)柜PT斷線報(bào)警分析

6kV公用1A段母線PT二次電壓送至發(fā)變組保護(hù)A、B柜，發(fā)變組保護(hù)柜PT斷線邏輯檢測(cè)功能完善，保護(hù)柜正確發(fā)出“發(fā)變組保護(hù)A柜PT斷線”及“發(fā)變組保護(hù)B柜PT斷線”信號(hào)，閉鎖了易發(fā)生誤動(dòng)的保護(hù)。

3.4 6kV公用1A段快切裝置動(dòng)作原因分析

雖6kV公用1A段母線實(shí)際電壓正常，因母線PT的交流二次空開A、B相跳閘，快切裝置[2]檢測(cè)到的三相母線電壓值為Uab=0%、Ubc=47.7%、Uca=47.0%，快切裝置PT斷線檢測(cè)邏輯應(yīng)動(dòng)作發(fā)PT斷線閉鎖裝置，因裝置PT斷線閉鎖信號(hào)未發(fā)，依據(jù)快切裝置定值和邏輯，6kV公用1A段備用電源電壓正常（從6kV公用1A段備用電源進(jìn)線PT取大于80%）且母線的三相間電壓均小于50%延時(shí)1秒，啟動(dòng)裝置的失壓切換邏輯，跳6kV公用1A段工作電源開關(guān)6191A，雖裝置的快速切換功能投入，但因母線PT的二次交流電源空開A、B相跳開僅C相合閘不能實(shí)際反應(yīng)母線電壓，故快速切換條件和同期捕捉條件不滿足，裝置進(jìn)入殘壓切換邏輯，當(dāng)三相間母線電壓小于30%時(shí)，發(fā)出合備用開關(guān)信號(hào)，合上6kV公用1A段備用電源開關(guān)6091A。

從6kV公用1A段快切裝置動(dòng)作報(bào)告，可計(jì)算出6kV公用1A母線電壓實(shí)際異常時(shí)間僅為283毫秒（合備用結(jié)束時(shí)刻372毫秒減去跳工作結(jié)束時(shí)刻89毫秒等于283毫秒），雖然從快切裝置功能上看進(jìn)行了母線低電壓跳工作，殘壓合備用的動(dòng)作行為，但是事實(shí)上6kV公用1A母線運(yùn)行中帶有電動(dòng)機(jī)和變壓器等負(fù)載，工作開關(guān)6191A跳閘后283毫秒母線上還有一定幅值的殘壓（6kV母線殘壓衰減[3]見圖1），此時(shí)備用電源開關(guān)6091A合閘，相當(dāng)于母線殘壓電源和備用電源，進(jìn)行了一次非同期合閘。快切裝置當(dāng)母線殘壓小于30%才發(fā)合備用開關(guān)信號(hào)，就是為防止非同期合閘設(shè)定的，但因母線PT二次交流空開的A、B相跳開僅C相合閘，使裝置在合備用開關(guān)開始時(shí)刻測(cè)量到的母線電壓Uab=0%、Ubc=28.8%、Uca=28.5%，非母線的實(shí)際殘壓，依據(jù)測(cè)量電壓47.7%對(duì)應(yīng)的實(shí)際電壓為100%，可以推算出備用電源合閘時(shí)刻的母線實(shí)際殘壓為28.8÷47.7=60.38%。

3.5 脫硫1A變、公用1A變、煤礦1A變跳閘原因分析

從6kV公用1A段快切裝置的動(dòng)作情況可看出，備用電源開關(guān)6091A合閘瞬間，使6kV公用1A母線殘壓和備用電源電壓，兩個(gè)交流電源進(jìn)行了一次非同期合閘。而為6kV公用1A段母線提供殘壓的包括容量最大三臺(tái)變壓器即脫硫1A變、公用1A變及煤礦1A變，這三臺(tái)變壓器配置有微機(jī)型差動(dòng)保護(hù)[4]，合閘瞬間廠用母線殘壓與備用電源電壓間相角差較大，變壓器流過備用電源的充電電流和變壓器作為提供殘壓電源的反饋電流，兩電流相位不一致，在差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)差流滿足動(dòng)作條件而跳閘。（各變壓器差流值見表2中IaD、IbD、IcD）

4 事故防范措施

6kV母線PT的二次交流電壓，給6kV母線的各負(fù)荷綜保裝置、母線快切裝置、DCS表計(jì)變送器等提供測(cè)量電壓，從上面事故分析看出，一旦母線PT的二次交流回路短路，總電源空開跳閘影響很大。而整個(gè)PT的二次交流電壓回路僅在PT間隔設(shè)有總電源空開，使用母線PT的二次交流電壓裝置任一回路出現(xiàn)故障，都會(huì)引起總電源空開跳閘，受影響裝置較多，建議給6kV母線各負(fù)荷綜保裝置的二次交流電壓加裝分相空開，空開的額定電流小于母線PT的總電源空開，回路出現(xiàn)故障選擇性的跳開單個(gè)裝置的二次交流電壓空開，縮小影響范圍。

電動(dòng)機(jī)綜保裝置，PT斷線邏輯檢測(cè)功能不完善，綜保裝置未發(fā)出PT斷線閉鎖信號(hào)，造成電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)誤動(dòng)跳閘。一方面要完善綜保裝置的PT斷線檢測(cè)功能，另一方面綜保裝置的電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)中有電流判據(jù)應(yīng)投入。

快切裝置母線PT斷線報(bào)警信號(hào)未發(fā)出，未閉鎖裝置，造成快切裝置失壓?jiǎn)?dòng)。應(yīng)完善快切裝置母線PT的斷線檢測(cè)邏輯，通過實(shí)驗(yàn)確證在母線PT任一單相電源空開跳閘和任意兩相電源空開跳閘時(shí)均能發(fā)出裝置PT斷線閉鎖信號(hào)，防止裝置誤啟動(dòng)切換。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過分析一起6kV公用段母線PT二次交流空開兩相跳閘事故，使運(yùn)行人員熟悉了PT二次交流電壓配電網(wǎng)絡(luò)，及電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)原理、快切裝置的切換邏輯等知識(shí)，并利用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行定性分析和計(jì)算，查明了事故發(fā)生的原因，提出了事故防范措施，對(duì)電廠高壓廠用母線PT回路試運(yùn)驗(yàn)收、技術(shù)改造、完善綜保和快切裝置功能等有重要借鑒意義。

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