張樹忠，李張秀

(二灘水力發(fā)電廠，四川 攀枝花 617100)

隨著電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，對電廠穩(wěn)定供電要求越來越高，則對廠用電安全可靠性要求不斷提高。而隨著國家不斷發(fā)展，逐漸開始有水電站面臨設(shè)備老化風險，一般情況下水電站地處偏僻，廠外自然環(huán)境復雜惡劣，設(shè)備更容易老化，且由于直接處于自然環(huán)境中，經(jīng)常有一些小動物進入電氣設(shè)備造成設(shè)備故障，而廠外設(shè)備又較多，故其廠外廠用電[1]不斷面臨挑戰(zhàn)。

本文通過一起由于小動物進入6 kV電氣隔刀導致過流Ⅰ段保護動作實例分析，為同行識別、處置類似事故提供參考。

1 事件經(jīng)過

某日21時46分51秒，CCS發(fā)“670保護 動作”、“670 開關(guān)斷開”、“670開關(guān)Ia 60.00A高限報警”、“進水口12DP2 進線失電 動作”、“進水口470開關(guān)(1ACB)斷開”等報警信號，值守人員現(xiàn)地檢查進水口70B高壓側(cè)開關(guān)670保護過流一段動作(AC相72.48 A)，670開關(guān)跳閘、470開關(guān)跳閘，下級400 V備自投動作不成功，廠外天氣正常。次日檢修人員辦理工作票對670過流Ⅰ段保護動作跳閘原因檢查時，發(fā)現(xiàn)70B高壓側(cè)隔刀670 G小車內(nèi)有一只小動物，670 G三相動觸頭底座導體部分有放電痕跡(如圖1所示)，確認此次670開關(guān)過流Ⅰ段保護動作原因為小動物進入670 G內(nèi)，接觸到動觸頭導致AC兩相接地短路故障。

圖1 670 G動觸頭底座導體部分放電痕跡

2 故障原因分析

2.1 廠用電6 kV系統(tǒng)一次接線情況

如圖2，故障發(fā)生線路從6 kV母線經(jīng)隔刀670 G、70B降壓為400 V后連接470開關(guān)至470 M母線，與470 M暗備用的母線469 M與其基本一致。

圖2 某水電站廠用電圖(局部)

2.2 廠用電6 kV系統(tǒng)保護配置情況

故障跳閘開關(guān)保護為微機保護裝置[2-4]，配置有過流Ⅰ段、過流Ⅱ段保護，其保護電流回路如圖3所示。

圖3 6 kV開關(guān)饋線保護電流回路示意圖

670開關(guān)保護定值如表1。

表1 670開關(guān)保護定值

2.3 故障跳閘分析

故障前進水口400 V母線正常分段運行，其中670開關(guān)通過670 G、70B、470開關(guān)向470 M供電，2019年6月29日21:46:51 670保護動作，670開關(guān)跳閘斷開，隨后21:47:46 470開關(guān)跳閘斷開，現(xiàn)場檢查進水口400 V母線上無負荷開關(guān)跳閘，670保護裝置顯示“AC 72.48 A過流Ⅰ段”，裝置跳閘燈點亮，故障錄波啟動，波形如圖4、5。保護裝置顯示：過流Ⅰ段保護動作，故障相為AC相，短路電流為72.48 A，則根據(jù)以上可得：

圖4 故障錄波6 kV 8 段電壓波形圖

圖5 故障錄波6 kV 8 段電壓相量圖

1)A、C兩相電壓降低，A、C兩相電流增大；出現(xiàn)零序電壓。

2)電流增大、電壓降低為相同兩個相別(A、C相)。

分析如下：由于AC相間短路故障，670開關(guān)過流I段保護動作，670開關(guān)跳閘，動作正確。470 M進線失電，備自投動作，跳開470開關(guān)，但由于聯(lián)絡開關(guān)46970合閘失敗，故本次進水口400 V備自投動作不成功。470開關(guān)晚于670開關(guān)跳閘時間55 s才跳開，且進水口400 V負荷無跳閘，可判斷故障點在670開關(guān)出線至470開關(guān)進線之間，再由上述故障錄波及保護動作信息分析確認故障類型為A、C兩相接地短路故障。后經(jīng)現(xiàn)場檢查，670 G內(nèi)鉆入小動物引起兩相接地短路故障導致670保護動作跳閘。

3 應對處置建議

大多情況下6 kV廠用電系統(tǒng)總體配置保護為過流Ⅰ段、過流Ⅱ段、零序、超溫跳閘保護，其特點如下：

1)過流Ⅰ段反應最快，保護范圍為本段饋線，但有死區(qū)，反映相間短路或接地故障；

2)零序保護次之，反映變壓器及其低壓側(cè)接地故障；

3)過流Ⅱ段最慢，保護該6 kV開關(guān)后線路全長，一般是過流Ⅰ段拒動、故障發(fā)生在6 kV饋線Ⅰ段死區(qū)、相鄰400 V保護拒動以及400 V開關(guān)拒動時動作。

4)過負荷報警可以理解為過流II 段保護的“低定值、高延時、僅報警版本”。故在此針對一個配置上述保護的6 kV廠用電系統(tǒng)的保護動作處置建議如圖6。

圖6 6 kV保護動作處置流程圖

4 結(jié) 語

大型水電站往往因為涉及區(qū)域廣導致[5-6]廠用電所處環(huán)境較差，尤其廠外的野外區(qū)域，設(shè)備易老化、小動物經(jīng)常出沒，易導致廠用電系統(tǒng)接地短路故障。本文通過一起廠用電跳閘故障實例分析，提出一套故障識別、分析、應急處置的參考方法，這既可以簡化處理流程，又可以減少人員誤處置風險，提高廠用電穩(wěn)定性，保障安全生產(chǎn)。