靳朝陽(yáng)

河北國(guó)華定州發(fā)電有限責(zé)任公司 河北 定州 073000

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

1.1 基本參數(shù)

1.3 故障前運(yùn)行工況 02水處理PC段運(yùn)行正常，進(jìn)線開(kāi)關(guān)運(yùn)行電流157A。02水處理PC段下級(jí)所有負(fù)荷運(yùn)行正常，無(wú)異常報(bào)警信號(hào)發(fā)生。

2 事故概況

2.1 事故經(jīng)過(guò) 2020-09-01，某電廠02水處理PC段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)由于零序保護(hù)動(dòng)作跳閘，經(jīng)檢查02水處理PC段進(jìn)線開(kāi)關(guān)保護(hù)單元故障信息，就地顯示故障動(dòng)作電流1172A，通過(guò)排查發(fā)現(xiàn)02水處理PC段下級(jí)負(fù)荷02小雨水泵電機(jī)對(duì)地絕緣為零。由于零序電流值未超過(guò)小雨水泵電源開(kāi)關(guān)速斷保護(hù)定值而未動(dòng)作跳閘。但零序電流值已超過(guò)02水處理PC段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)零序保護(hù)定值，時(shí)間也已超過(guò)設(shè)定值0.4S，因此造成02水處理PC段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)零序保護(hù)動(dòng)作跳閘。

如圖1所示:

圖1

2.2 事故原因分析 造成02水處理PC段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘的主要原因:是02小雨水泵電機(jī)電源開(kāi)關(guān)額定電流160A，速斷保護(hù)定值1250A(不可調(diào))，且無(wú)零序保護(hù)。與02水處理PC段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)零序保護(hù)定值1120A(0.7In)不能有效配合。當(dāng)零序電流大于1120A而小于1250A時(shí)，0.4S就會(huì)造成進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘，如果零序電流大于1250A，02小雨水泵電機(jī)電源開(kāi)關(guān)速斷動(dòng)作跳閘，切除故障，不會(huì)造成02水處理PC段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘。

3 改進(jìn)措施

3.1 改進(jìn)背景 該廠低壓配電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)主要采用的是施耐德生產(chǎn)的MT型、NS型空氣斷路器和常熟開(kāi)關(guān)廠生產(chǎn)的CM型空氣斷路器。其中MT型空氣斷路器用于電流較大的負(fù)荷和配電柜進(jìn)線電源，此種開(kāi)關(guān)帶有接地保護(hù)功能的6.0A智能保護(hù)單元。接地電流的最大整定值為智能保護(hù)單元的額定電流。NS型和CM型空氣斷路器用于小電流負(fù)荷的控制，其中NS型空氣斷路器有過(guò)熱電磁脫扣器TMxxD和電機(jī)保護(hù)用脫扣器MAxx。過(guò)熱電磁脫扣器TMxxD的瞬時(shí)短路保護(hù)值為定值，不可調(diào)整。電機(jī)保護(hù)用脫扣器MAxx短路保護(hù)值為6-14In可調(diào)(In為電機(jī)保護(hù)用脫扣器的額定電流)。CM型空氣斷路器的瞬時(shí)短路保護(hù)值為10Ir不可調(diào)(Ir為開(kāi)關(guān)的額定電流)。以NSX160外觀結(jié)構(gòu)舉例如圖2所示:

圖2

當(dāng)NS型和CM型空氣斷路器的瞬時(shí)短路電流值大于MT型空氣斷路器的最大接地保護(hù)電流整定值時(shí)，就有可能造成開(kāi)關(guān)的越級(jí)跳閘。例如配電柜進(jìn)線開(kāi)關(guān)為MT08H型空氣斷路器，保護(hù)單元6.0A，In=800 A(In為額定電流)。當(dāng)時(shí)整定值為252A，某排水泵電機(jī)電源開(kāi)關(guān)用的是NS80H型空氣斷路器，電機(jī)保護(hù)用脫扣器MA50(In=50A)，整定值6In=300A.就是說(shuō)下級(jí)開(kāi)關(guān)的整定值大于上級(jí)開(kāi)關(guān)的整定值，當(dāng)該排水泵電機(jī)發(fā)生接地短路時(shí)，就有可能造成開(kāi)關(guān)的越級(jí)跳閘。

該廠所用MT開(kāi)關(guān)的智能保護(hù)單元為6.0A型，它具有長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流、短延時(shí)速斷、瞬時(shí)速斷、接地保護(hù)功能。但對(duì)于它的長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流保護(hù)主要是保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷，由于長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流保護(hù)值整定時(shí)只能在0.4～1In(In為智能保護(hù)單元的額定電流)區(qū)間內(nèi)整定，且每一個(gè)整定值之間相差10%In。與電動(dòng)機(jī)實(shí)際的過(guò)負(fù)荷值相差很大，這對(duì)于保護(hù)電機(jī)很不利。

3.2 改進(jìn)方案 為了防止下級(jí)負(fù)荷故障造成上級(jí)進(jìn)線開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘，需要對(duì)400V配電柜所帶負(fù)荷進(jìn)行盤點(diǎn)，對(duì)每個(gè)速斷保護(hù)定值大于上級(jí)進(jìn)線開(kāi)關(guān)零序保護(hù)整定值的負(fù)荷加裝零序接地保護(hù)，加裝的零序保護(hù)定值與上級(jí)進(jìn)線開(kāi)關(guān)零序保護(hù)整定值相配合。具體保護(hù)改造方案如下:

在負(fù)荷出線電纜上加裝零序電流互感器，在塑殼斷路器上加裝分勵(lì)線圈，然后再通過(guò)一個(gè)電流繼電器將零序電流互感器和分勵(lì)線圈聯(lián)系起來(lái)，組成一個(gè)零序電流保護(hù)裝置。當(dāng)負(fù)荷出線電流I1變化時(shí)，電流互感器(CT)二次側(cè)電流I2隨I1成正比變化，并將I2輸入到電流繼電器(KA)線圈中。當(dāng)I2達(dá)到電流繼電器設(shè)定值In(I2=In)時(shí)，電流繼電器(KA)常開(kāi)輔助節(jié)點(diǎn)閉合，空氣斷路器分勵(lì)線圈(TQ)通電，空氣斷路器(QB)跳閘，具體接線如圖3所示:

圖3

確定改造方案以后，還需要多次試驗(yàn):在安裝零序接地保護(hù)之前，對(duì)所需改造的負(fù)荷進(jìn)行反復(fù)的調(diào)查、計(jì)算。最后確定所需改造的負(fù)荷名稱及數(shù)量。在改造過(guò)程中，應(yīng)對(duì)電流繼電器、分勵(lì)線圈、電流互感器進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和校驗(yàn)，特別是對(duì)電流繼電器必須進(jìn)行模擬試驗(yàn)，保證動(dòng)作可靠率100%。

4 結(jié)束語(yǔ)

低壓配電系統(tǒng)負(fù)荷短路造成越級(jí)跳閘現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，該類事故會(huì)使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，給日常安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大威脅，嚴(yán)重影響供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。從以往的事故案例來(lái)看，有很多低壓設(shè)備短路造成越級(jí)跳閘大多由下級(jí)保護(hù)定值偏大、下級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間偏長(zhǎng)、保護(hù)裝置本身故障拒動(dòng)所致，所以配電系統(tǒng)檢修過(guò)程中的保護(hù)定值校驗(yàn)工作非常重要。本次故障分析與技改工作方案，采用的零序電流互感器配合分勵(lì)線圈的組合式零序電流保護(hù)裝置，不僅排除了上、下級(jí)保護(hù)定值不匹配的隱患，同時(shí)也為像NS類型的塑殼空氣斷路器加裝零序電流保護(hù)裝置的方法提供了成熟的經(jīng)驗(yàn)。