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        線路保護(hù)改造中直流接地故障分析與處理

        2016-11-30 02:08:36
        電氣技術(shù) 2016年11期
        關(guān)鍵詞:圖紙故障

        蔡 林

        (珠海深能洪灣電力有限公司,廣東 珠海 519060)

        線路保護(hù)改造中直流接地故障分析與處理

        蔡 林

        (珠海深能洪灣電力有限公司,廣東 珠海 519060)

        保護(hù)改造過(guò)程中出現(xiàn)直流接地時(shí),將影響裝置調(diào)試及投運(yùn),因新舊回路在設(shè)計(jì)和布置上的差異,諸多問(wèn)題集中出現(xiàn),給故障處理增加難度。本文通過(guò)排查直流接地,找出接地原因;檢查中遇到開(kāi)關(guān)偷合,查找開(kāi)關(guān)合閘令來(lái)源,發(fā)現(xiàn)新舊設(shè)計(jì)圖紙的差異,解釋了保護(hù)裝置和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)防跳回路的區(qū)別及實(shí)際應(yīng)用。對(duì)技改工程現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)、工程質(zhì)量以及關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)的把控提出了更高要求,對(duì)同類實(shí)際工程具有一定參考意義。

        直流接地;防跳;開(kāi)關(guān)偷合;重合閘

        某電廠為配合對(duì)側(cè)變電站解決旁路代路問(wèn)題,對(duì)線路保護(hù)裝置及保護(hù)通信通道升級(jí)改造,技改方案為更換裝置保留二次回路。原裝置為四方CSC-103A,現(xiàn)更換為CSC-103BN線路保護(hù),通信通道保留原專用光纖另外新增2M復(fù)用光纖通道。根據(jù)合同規(guī)定,裝置內(nèi)部接線由供貨商負(fù)責(zé),裝置外部由電廠負(fù)責(zé),由于二次回路保留,施工時(shí)需要對(duì)照原設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙以及廠家圖紙進(jìn)行安裝調(diào)試。另外工期緊張,作業(yè)面小,工程復(fù)雜,難免會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題延緩工程進(jìn)度,如不能及時(shí)徹底解決,不僅影響工期且容易留下安全隱患。本文將就施工中出現(xiàn)回路直流接地以及檢查過(guò)程中出現(xiàn)開(kāi)關(guān)誤動(dòng)的問(wèn)題進(jìn)行分析與探討。

        1 接地現(xiàn)象

        開(kāi)工前退出保護(hù)裝置時(shí),當(dāng)一次開(kāi)關(guān)分閘后主Ⅰ屏分相操作箱JFZ-12FB面板上A相分位燈亮度較低并伴有閃爍,甚至完全熄滅,懷疑裝置故障所致,先將保護(hù)裝置停電拆除,待換新裝置后詳細(xì)檢查。主Ⅰ屏裝置全部安裝接線完畢并進(jìn)行核對(duì)后,對(duì)回路測(cè)絕緣合格準(zhǔn)備送電。當(dāng)合上分相操作箱JFZ-12FB電源4DK1、4DK2開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)其面板A相分位燈依然存在之前問(wèn)題,測(cè)量?jī)山M電源電壓,4DK1的回路Ⅰ負(fù)極有接地現(xiàn)象,負(fù)極 0V,正極+220V,4DK2的回路Ⅱ電壓正常。對(duì)兩路電源分別拉路檢查,斷開(kāi)4DK2后回路Ⅰ接地現(xiàn)象仍存在,斷開(kāi)4DK1后回路Ⅱ并沒(méi)有接地現(xiàn)象,排除寄生回路影響。另外還有一個(gè)重要現(xiàn)象是,當(dāng)線路2848開(kāi)關(guān)在合位時(shí)接地消失,電源恢復(fù)正常。

        2 故障處理

        2.1 分位燈異常檢查

        對(duì)于直流接地,按照常規(guī)拉路檢查方法逐一排查,對(duì)端子排上所有負(fù)極接線分別拆除測(cè)量。當(dāng)就地開(kāi)關(guān)控制柜操作電源Ⅰ負(fù)極 102Ⅰ拉開(kāi)時(shí)接地消失,結(jié)合A相分位燈閃爍現(xiàn)象,將排查重點(diǎn)放在了就地開(kāi)關(guān)控制柜內(nèi)。如圖1所示,A相分位燈不亮或閃爍,說(shuō)明發(fā)光二極管LTWa電壓不穩(wěn)定,回路中有開(kāi)路或短路的可能,鑒于裝置整體封裝,先檢查裝置與就地柜之間的連接電纜 1051a,測(cè)量電纜對(duì)地絕緣較低,電纜線芯電阻>1kΩ,測(cè)量B、C兩相均正常,由此判斷A相電纜可能有破損甚至斷開(kāi)缺陷。但是無(wú)法解釋回路Ⅰ負(fù)極接地現(xiàn)象,因?yàn)榘凑宅F(xiàn)場(chǎng)圖紙1051a兩端并沒(méi)有直接接在正負(fù)極上,而是通過(guò)了電阻或繼電器與兩端相連,即使有接地,兩極測(cè)量電壓也不應(yīng)該是0V和+220V,因此接地點(diǎn)并不在此。電纜缺陷毋庸置疑,需要將其更換,由于電纜較長(zhǎng)查找費(fèi)時(shí)費(fèi)力甚至可能影響正常運(yùn)行設(shè)備,此次工程有新放電纜,可利用備用芯將其更換??紤]A、B、C三相是同一根電纜的三芯,如果其中一芯有破損,其余兩芯破損可能性較大,于是將三相同時(shí)更換,更換后雖接地現(xiàn)象仍存在,但分位燈恢復(fù)正常。

        在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn) 1051電纜并非按現(xiàn)場(chǎng)照?qǐng)D紙接線,而是如圖1中虛線所示,沒(méi)有接入開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)防跳回路,僅僅是串接一個(gè)開(kāi)關(guān)輔助常閉點(diǎn)直接與負(fù)極相連,這對(duì)故障排查方向有一定誤導(dǎo)。另外,當(dāng)更換備用芯1051a時(shí)(此時(shí)1051b、1051c已拆除尚未接線,一次開(kāi)關(guān)在分位),一次開(kāi)關(guān)出現(xiàn)

        圖1 分合閘回路示意圖

        三相偷合閘。這兩個(gè)疑點(diǎn)增大了后續(xù)檢查工作量,甚至一度影響整個(gè)工期。后文將對(duì)其分析探討。

        2.2 負(fù)極接地檢查

        就地控制柜內(nèi)所有負(fù)極接線經(jīng)排查后均未發(fā)現(xiàn)接地點(diǎn),而裝置內(nèi)部絕緣也沒(méi)有異常,但當(dāng)一次開(kāi)關(guān)分閘時(shí)接地出現(xiàn),而合閘時(shí)接地就消失。判斷和跳位繼電器有關(guān),之前已將跳位繼電器勵(lì)磁線圈電纜缺陷處理,那么接地故障必與跳位繼電器二次觸點(diǎn)有關(guān)聯(lián),根據(jù)這一思路,對(duì)照原理圖將跳位繼電器二次觸點(diǎn)端子逐一排查。最終發(fā)現(xiàn)是將一組跳位接點(diǎn)的一端接入了 102Ⅰ負(fù)極電源上,而另一端接在了DCS公共接地端,這就有了開(kāi)關(guān)分閘時(shí)接地,合閘時(shí)恢復(fù)的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種問(wèn)題主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)圖紙有誤,DCS端子和負(fù)極正好差了一個(gè)端子,施工人員對(duì)照?qǐng)D紙也沒(méi)能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

        3 問(wèn)題分析

        3.1 操作機(jī)構(gòu)防跳回路短接

        如圖1所示,保護(hù)裝置和開(kāi)關(guān)分屬不同的設(shè)備和廠家,各自均有一套防跳回路,1051電纜沒(méi)有接入開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)防跳回路,通過(guò)串接開(kāi)關(guān)輔助常閉點(diǎn)替代防跳回路,是由于當(dāng)年施工人員誤接線還是其他原因修改了方案?先看一下兩個(gè)防跳回路的工作原理。

        1)當(dāng)保護(hù)裝置發(fā)出合閘令時(shí),即 SHJ或 ZHJ動(dòng)作,通過(guò)HBJa繼電器、TBJUa常閉點(diǎn)到操作機(jī)構(gòu)合閘回路,若此時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作發(fā)出跳閘令,即TJ動(dòng)作,TBJa繼電器帶電,其位于保護(hù)防跳回路的常開(kāi)點(diǎn)閉合使TBJUa繼電器帶電,TBJUa常閉點(diǎn)斷開(kāi)以切斷合閘回路,從而達(dá)到保護(hù)防跳的功能。

        2)操作機(jī)構(gòu)收到來(lái)自保護(hù)的合閘信號(hào)時(shí),合閘線圈52C吸合,開(kāi)關(guān)動(dòng)作,輔助常開(kāi)點(diǎn)S1閉合,防跳繼電器 52YA帶電并自保持,其位于合閘回路的常閉點(diǎn)斷開(kāi)并切斷合閘線圈 52C電源,直到合閘信號(hào)消失,52YA返回,這就是操作機(jī)構(gòu)防跳原理。

        兩種防跳回路的區(qū)別在于,保護(hù)防跳是經(jīng)跳閘回路起動(dòng)防跳繼電器,意味著必須要保護(hù)跳閘繼電器TJ起動(dòng)才有效;操作機(jī)構(gòu)防跳是通過(guò)開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)起動(dòng)防跳繼電器,即需要一次開(kāi)關(guān)實(shí)際動(dòng)作合閘才能切斷合閘信號(hào),兩種防跳回路各有各的優(yōu)勢(shì)。如果兩個(gè)同時(shí)接入,如圖1所示,合閘信號(hào)消失后,TWJa和52YA仍然串接帶電,雖然52YA的電壓可能已使其觸點(diǎn)返回,但回路經(jīng) S1繼續(xù)接通。此時(shí)TWJa線圈保持勵(lì)磁,同時(shí)分閘回路中的 HWJa經(jīng)S4接通帶電,這樣的話合位繼電器HWJa和分位繼電器TWJa均帶電起動(dòng),這對(duì)于保護(hù)裝置是不允許的?;谏鲜鲈颍瑑蓚€(gè)回路只能選其一,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際一般保留保護(hù)裝置的防跳回路,這就不難解釋之前的疑問(wèn)。

        3.2 開(kāi)關(guān)偷合

        一次開(kāi)關(guān)出現(xiàn)三相合閘的原因只有兩種可能,一是開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)上手動(dòng)合閘,另外就只能是合閘線圈帶電合閘。此開(kāi)關(guān)是分相操作斷路器,若要三相同時(shí)動(dòng)作合閘,必然是三相合閘線圈同時(shí)帶電動(dòng)作。若是因負(fù)極一點(diǎn)接地,即使再有兩點(diǎn)接地,也只能是短接分合閘線圈,這種情況最有可能的是開(kāi)關(guān)拒動(dòng)。最重要一點(diǎn)是僅僅接通了1051a一根線芯就導(dǎo)致了三相同時(shí)合閘,據(jù)此分析合閘令應(yīng)該是來(lái)自保護(hù)裝置。

        圖1所示,保護(hù)裝置合閘起動(dòng)分別是手合SHJ和重合閘ZHJ,排除手合可能,只能是重合閘動(dòng)作。重合閘有兩個(gè)起動(dòng)回路:保護(hù)跳閘起動(dòng)以及TWJ起動(dòng)重合閘。如圖2所示起動(dòng)邏輯,在“單重方式”下投入KG7“單相TWJ起重合”控制字,任一分相跳位繼電器TWJ動(dòng)作且沒(méi)有三跳命令,同時(shí)重合閘充滿電的情況下,將起動(dòng)重合閘ZHJ繼電器。

        當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試組已經(jīng)將定值輸入,并投入單相重合閘方式,這才有了“開(kāi)關(guān)偷合”的情況,而在拆除1051線芯時(shí)調(diào)試組還沒(méi)有修改定值,因此解釋了拆除時(shí)和接入時(shí)開(kāi)關(guān)不同的現(xiàn)象。

        圖2 單相重合閘邏輯框圖

        4 結(jié)論

        保護(hù)技改工程量大、時(shí)間緊迫、新舊回路的銜接更加復(fù)雜,工程中難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,需要認(rèn)真仔細(xì)把控安裝調(diào)試各個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于只換裝置保留二次回路,新舊圖紙?jiān)O(shè)計(jì)有所差異,再加上供應(yīng)商施工人員不熟悉現(xiàn)場(chǎng)會(huì)有一些錯(cuò)誤,除了嚴(yán)格按照施工方案作業(yè)外,還要對(duì)施工過(guò)程、工程質(zhì)量以及關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行把控。對(duì)于新舊回路均要在測(cè)量絕緣合格后方能接入,并且在裝置上電無(wú)異常后才能進(jìn)行相關(guān)調(diào)試工作;對(duì)于設(shè)計(jì)圖紙有疑問(wèn)必須經(jīng)過(guò)多方討論并征得工程負(fù)責(zé)人同意后才能修改,并做好記錄;在進(jìn)行故障查找處理時(shí),要熟悉現(xiàn)場(chǎng)圖紙和回路,溝通好現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)各方,以免出現(xiàn)故障擴(kuò)大或誤動(dòng)其他設(shè)備造成不良后果。

        [1]國(guó)家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M].北京:中國(guó)電力出版社,2002.

        [2]馮楊州.關(guān)于保護(hù)裝置防跳回路與操作機(jī)構(gòu)防跳回路的分析[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化,2005,27(5):57-59.

        蔡 林(1986-),男,四川江油人,本科,助理工程師,主要從事發(fā)電廠電氣檢修工作。

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