(酒鋼集團(tuán)能源中心，甘肅嘉峪關(guān) 735100)

引言

本文對(duì)一起電動(dòng)機(jī)故障后再啟動(dòng)造成系統(tǒng)內(nèi)同一電壓等級(jí)其他設(shè)備損壞的事故進(jìn)行分析，找出了造成事故的原因并提出了幾種對(duì)電動(dòng)機(jī)合閘回路改進(jìn)的方案，經(jīng)過對(duì)比論證選擇一種較為可靠的手段來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)故障后再啟動(dòng)閉鎖。

1 事件經(jīng)過

某日酒鋼料場(chǎng)開關(guān)站10 kV I 段配出5 甲膠帶機(jī)現(xiàn)場(chǎng)啟機(jī)，由于膠帶機(jī)定子接地故障，啟機(jī)后套管零序保護(hù)動(dòng)作跳閘。現(xiàn)場(chǎng)操作人員未了解情況，發(fā)現(xiàn)電機(jī)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)起來，4 s 后再次按下啟機(jī)按鈕,5甲膠帶機(jī)再次合閘于故障，系統(tǒng)過電壓造成同一系統(tǒng)內(nèi)煉鋼開關(guān)站母線PT絕緣薄弱部位擊穿，造成母線三相短路故障，煉鋼開關(guān)站電源進(jìn)線速斷保護(hù)動(dòng)作跳閘，10 kV I 段母線失壓，影響煉鋼工序正常生產(chǎn)。

2 原因分析

這起事故是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)啟機(jī)合閘于故障，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)一相電壓降低，兩相電壓升高為線電壓，斷路器保護(hù)動(dòng)作后現(xiàn)場(chǎng)人員沒有進(jìn)行確認(rèn)，故障點(diǎn)沒有隔離再次啟機(jī)造成事故的擴(kuò)大?？此剖且?yàn)镻T 絕緣損壞，設(shè)備本身存在問題，實(shí)則是由于人為原因，現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)不到位，導(dǎo)致二次合閘于故障。如果能控制故障情況下二次啟機(jī)，就能夠有效預(yù)防事故的擴(kuò)大。

3 現(xiàn)場(chǎng)摸排

鋼鐵企業(yè)有大量的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，電動(dòng)機(jī)負(fù)荷分為兩種，一種是站內(nèi)發(fā)允許，啟機(jī)后允許就撤回，不允許再次合閘的大型電動(dòng)機(jī)，像鼓風(fēng)機(jī)、抽煙機(jī)、破碎機(jī)；另一種是現(xiàn)場(chǎng)頻繁啟動(dòng)需要頻繁發(fā)允許的小型電動(dòng)機(jī)，像水泵、膠帶機(jī)等。而隨著網(wǎng)架的自動(dòng)化程度提高及站所集中式管理，現(xiàn)在好多10 kV 站所為無人值守站所，這就造成沒有充足的人員去執(zhí)行此項(xiàng)操作，改為站內(nèi)允許常發(fā)的模式，而上面提到故障都是因?yàn)榇嗽蛟斐伞?/p>

4 改造方案

針對(duì)現(xiàn)存在的問題提出了3套改造方案。

方案一：電動(dòng)機(jī)故障綜保動(dòng)作跳閘后，保護(hù)動(dòng)作一對(duì)備用常開接點(diǎn)TJ 閉合向現(xiàn)場(chǎng)PLC 發(fā)送閉鎖合閘指令，現(xiàn)場(chǎng)PLC 接到閉鎖合閘指令后常閉接點(diǎn)打開，合閘回路斷開，不允許現(xiàn)場(chǎng)合閘。

圖1 改造方案一

方案二：增加一塊帶保持中間繼電器1ZJ。1ZJ常閉輔助節(jié)點(diǎn)串聯(lián)在合閘回路中，電動(dòng)機(jī)故障綜保動(dòng)作跳閘后，保護(hù)動(dòng)作一對(duì)備用常開接點(diǎn)TJ閉合啟動(dòng)1ZJ，1ZJ 動(dòng)作后自動(dòng)保持，常閉接點(diǎn)打開，合閘回路斷開。待崗位值班人員檢查設(shè)備后，確認(rèn)故障已消除，具備啟動(dòng)條件，通過計(jì)算機(jī)后臺(tái)或者高壓柜向1ZJ 發(fā)送恢復(fù)命令，1ZJ 復(fù)歸后常閉輔助接點(diǎn)閉合，具備現(xiàn)場(chǎng)合閘條件。

圖2 改造方案二

方案三：利用現(xiàn)有與綜保裝置同廠家研發(fā)生產(chǎn)的M5025 重動(dòng)繼電器模塊，將站內(nèi)原有的高壓柜常發(fā)允許信號(hào)改為通過M5025 發(fā)送允許信號(hào)，復(fù)歸信號(hào)由保護(hù)動(dòng)作一對(duì)備用常開接點(diǎn)TJ 提供。當(dāng)電機(jī)故障綜保動(dòng)作跳閘后，保護(hù)跳閘TJ 閉合，M5025 重動(dòng)繼電器復(fù)歸，允許信號(hào)撤回，合閘回路斷開，不允許現(xiàn)場(chǎng)再次進(jìn)行合閘；待崗位值班人員檢查設(shè)備正常后，需通過計(jì)算機(jī)后臺(tái)再次發(fā)送允許信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)收到信號(hào)，可進(jìn)行再次合閘。

M5025 的使用說明：M5025 線圈采用磁保持雙線圈，在裝置遙控接點(diǎn)返回后靠磁保持在置位狀態(tài)，輸入一個(gè)接點(diǎn)時(shí)，可以按要求重動(dòng)為2對(duì)接點(diǎn)或4對(duì)接點(diǎn)，接點(diǎn)性質(zhì)可以為瞬動(dòng)或自保持。

圖3 改造方案三

圖4 操作回路原理

需要特別注意的是，電動(dòng)機(jī)分閘回路多數(shù)接入綜保裝置非電量保護(hù)功能，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)正常分閘也會(huì)復(fù)歸允許信號(hào)，造成人員頻繁操作。這就需要對(duì)保護(hù)跳閘出口重新配置，電量保護(hù)與非電量保護(hù)采用不同的跳閘出口，電動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)正常啟停機(jī)不會(huì)復(fù)歸允許信號(hào)，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)允許信號(hào)撤回，有效斷開合閘回路。

5 方案論證

方案一對(duì)操作回路改動(dòng)量最小，滿足前期設(shè)定的需求，但實(shí)際中變電站與電動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)并不在一起，有的還相差甚遠(yuǎn)。這就需要有載體去傳輸這個(gè)保護(hù)跳閘信號(hào)，敷設(shè)電纜的工作量非常大，而且成本較高，所以方案一實(shí)施較困難。

方案二需要加裝中間繼電器，操作回路改動(dòng)較大，圖紙變更手續(xù)繁瑣。合閘回路加入閉鎖信號(hào)，加大了合閘回路產(chǎn)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，中間繼電器常閉接點(diǎn)容易因線圈抖動(dòng)、失電，造成閉鎖信號(hào)失效，安全穩(wěn)定性不高。

方案三中M5025 重動(dòng)繼電器是性能成熟的設(shè)備，很多站所都已在使用，保護(hù)裝置遙控允許為瞬動(dòng)接點(diǎn)，保持時(shí)間在200 ms，時(shí)間到后便自動(dòng)返回，滿足長(zhǎng)期給允許條件。M5025正常運(yùn)行時(shí)線圈不帶電，這也有效解決了發(fā)熱問題。只需要將電量保護(hù)跳閘信號(hào)接入合閘允許復(fù)歸回路，就可實(shí)現(xiàn)故障時(shí)刻閉鎖合閘。

分析認(rèn)為方案三回路改動(dòng)量小，可靠性更高，決定予以實(shí)施。

6 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

從不同的五個(gè)站所各取樣一塊M5025 重動(dòng)繼電器進(jìn)行性能測(cè)試。

（1）利用繼電保護(hù)試驗(yàn)儀，對(duì)M5025 重動(dòng)繼電器線圈啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

表1 M5025重動(dòng)繼電器線圈啟動(dòng)時(shí)間

檢驗(yàn)表明：M5025 型重動(dòng)繼電器啟動(dòng)時(shí)間30±2 ms。

(2)利用繼電保護(hù)試驗(yàn)儀，對(duì)M5025 重動(dòng)繼電器啟動(dòng)電壓進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 M5025重動(dòng)繼電器線圈啟動(dòng)電壓

檢驗(yàn)表明：M5025 重動(dòng)繼電器能夠在65%的額定電壓下正常啟動(dòng)，滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

(3)對(duì)M5025 重動(dòng)繼電器抗振動(dòng)性能進(jìn)行測(cè)試。首先讓M5025 正常帶電啟動(dòng)，斷開所有電源回路，讓繼電器自動(dòng)保持，將數(shù)字式萬用表表針接入繼電器出口1-2端子，萬用表檔位調(diào)至電阻檔進(jìn)行測(cè)試，使用工具對(duì)JD1 和JD2 進(jìn)行多次敲擊，觀察萬用表數(shù)值顯示，萬用表數(shù)值無明顯的變化。

(4)組織人員對(duì)料場(chǎng)3臺(tái)膠帶機(jī)允許回路進(jìn)行改造，提前繪制好改造圖紙，并經(jīng)審核通過，由技術(shù)人員編制改造施工方案，根據(jù)改造圖紙完成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)回路改造工作。最后對(duì)整個(gè)啟動(dòng)合閘回路做調(diào)試試驗(yàn)，驗(yàn)證其工作的可靠性，通過現(xiàn)場(chǎng)的分、合閘操作確認(rèn)其正確工作。

7 結(jié)論

通過對(duì)電動(dòng)機(jī)允許合閘回路的優(yōu)化改造，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，確定了此次改造方案能夠避免電動(dòng)機(jī)再次合閘于故障的發(fā)生，提高了供電可靠性，保證了設(shè)備安全運(yùn)行。