付紅琴

（國家電投寧夏能源鋁業(yè)寧東鋁業(yè)分公司，寧夏 銀川 750411）

一、引言

2017 年08 月26 日，國家電投寧夏能源鋁業(yè)寧東鋁業(yè)分公司供電車間在處置整流機組直流系統(tǒng)接地故障時，因誤操作導致350kA 電解鋁系列7 臺整流機組跳閘。通過事件原因查找，發(fā)現7 臺整流機組公共跳閘直流電源回路存在設計缺陷。本文重點對系統(tǒng)跳閘原因進行了說明并提出了整流柜公共跳閘柜電源回路的改造方案。

二、事件概況

8 月26 日08：00，因下雨，天氣潮濕，供電車間整流所中控室后臺機報“直流屏DC 220V 母線壓差報警”信號及母線正對地電壓175V、負對地電壓-57V，絕緣電阻3kΩ 等故障信息。車間運行值班人員現場檢查設備，發(fā)現直流系統(tǒng)存在接地故障，需要立即排除[1]。

為防止直流電壓降低造成系統(tǒng)保護拒動或誤動，車間主任安排檢修人員通過采用“拉路法”的方式進行故障排查。當檢修人員斷開整流機組公共跳閘柜直流電源開關后，1 號至7 號整流機組跳閘，350kA 電解系列全停電，電網甩負荷410MW。車間立即按照應急處置程序向上級領導匯報，并按照現場處置方案檢查確定設備跳閘原因后組織恢復整流機組送電。

8 月26 日08:33，經電力調度同意，車間合上1號至7 號整流機組開關，對有載開關進行降檔升負荷。08:50，有載開關升至正常運行的18 檔，350kA電解系列負荷升全。350kA 電解系列恢復正常運行后，車間組織檢修人員、繼電保護人員繼續(xù)對直流屏系統(tǒng)接地故障進行查找。

三、原因分析

經查找，車間發(fā)現350kA 電解系列1 號至7 號整流機組公共跳閘回路繼電器均采用常閉觸點，與以往設計采用常開觸點不同。后經翻閱設計圖紙，跳閘原因分析如下：

圖1 整流機組公共跳閘柜改造前電氣原理圖

圖1 ，正常情況下，整流柜公共跳閘繼電器K621、K622 線圈帶電，其常開觸點K621、K622 閉合，1 號至7 號整流機組跳閘繼電器K631、K632、K633、K634、K635、K636、K637 均帶電運行，各整流機組跳閘繼電器所有常閉觸點打開。車間采用“拉路法”檢查直流接地故障，斷開公共跳閘回路直流220V 電源時，公共跳閘繼電器K621、K622 線圈失電，其常開觸點K621、K622 打開，導致1 號至7 號整 流 機 組 跳 閘 繼 電 器K631、K632、K633、K634、K635、K636、K637 線圈失電，各整流機組跳閘繼電器常閉觸點閉合，整流柜PLC 發(fā)出1 號至7 號整流機組跳閘命令，導致1 號至7 號整流機組跳閘。

四、事件反映的問題

（1）350kA 電解系列整流機組整流柜公共跳閘回路設計不合理，采用常閉觸點，跳閘回路串接跳閘條件太多，造成影響公共跳閘回路啟動的因素太多，極易引起整流機組誤動作跳閘；

（2）單臺整流機組整流控制柜柜內直流電源消失均引起公共跳閘回路起動跳閘，造成系列停電，設計上不合理；

（3）采用“拉路法”查找直流屏絕緣故障時，對于所斷開電源回路造成的后果考慮不足[2]；

（4）整流機組公共跳閘柜因內部繼電器長期帶電，失電會造成整流機組跳閘，所以公共跳閘柜長期不能停電檢修，容易出現中間繼電器故障造成的整流系列跳閘。

五、改造方案

考慮電解鋁整流負荷為一級負荷，負荷較大，系列頻繁跳閘會對電網系統(tǒng)造成較大沖擊，因直流系統(tǒng)波動可能造成整個電解系列停電，需要對公共跳閘柜進行改造，改造方案見圖2。

圖2 整流機組公共跳閘柜改造后的電氣原理圖

改造方案：對公共跳閘急停按鈕、模擬屏急停按鈕由串聯改為并聯，且將常閉觸點改為常開觸點；公共跳閘回路1 號至7 號整流機組跳閘繼電器K631、K632、K633、K634、K635、K636、K637 常閉 觸點改為常開觸點。

正常運行時-K621、-K622 不帶電，1 號至7 號整流機組的-K631 至-K637 繼電器也不帶電，這樣公共跳閘柜220V 直流電源突然斷電后，K621、K622、K631、K632、K633、K634、K635、K636、K637繼電器的常開觸點不會閉合，1 號至7 號整流機組跳閘回路不會接通無法造成整流機組跳閘。直流電源失電信號可以通過PLC 上傳至中控室后臺機，便于運行值班人員檢查失電原因。

當整流機組出現故障需要急停350kA 電解系列時，運行值班人員可以通過手動按下-S620 公共跳閘急停按鈕，-K621 繼電器線圈得電自鎖，1 號至7 號整流機組-K631 至-K637 繼電器線圈得電，-K631 至-K637 繼電器的常開觸點接通，分別接通1 號至7 號整流機組整流柜跳閘回路，7 臺整流機組開關跳閘。

為防止繼電器拒動，改造方案設計采用-K621、-K622 雙繼電器并聯跳閘的方式來提高跳閘回路動作的可靠性。

六、結束語

通過對整流機組公共跳閘柜直流電源回路進行改造，不僅提高了整流系列運行的安全可靠性，而且杜絕了因檢修或運行值班人員誤操作直流電源造成7 臺整流機組全部跳閘的風險。另外，使用此改造方案后，公共跳閘柜單機組停電檢修時，不影響其它整流機組正常平穩(wěn)運行。