输煤6 kV电源开关越级跳闸事件的分析

宋海波

(神华国能哈密煤电有限公司，新疆 哈密 839000)

1 事件经过

某电厂装有2台310 MW火力发电机组，输煤系统6 kV供电回路为双母线方式，两段之间有联络开关，主接线如图1所示。

2013-04-13T21:00，2号机主厂房6 kVⅡA段输煤6 kVⅡ段电源开关62M1跳闸，造成输煤6 kVⅡ段全部失电。

事故后，继电保护值班人员检查62M1开关综合保护装置记录，为零序过流I段保护动作，动作值为1.87 A，时间0.4 s。逐个检查输煤6 kVⅡ段在此期间运行的各间隔综合保护装置，均无异常记录。随后继续检查输煤400 VⅡ段上各开关故障期间的记录，发现3号带式输送机4M207开关保护有多次B相过载报警记录，B相电流值为2 694 A，开关未跳闸。

据此，继保人员判断：3号带式输送机启动时重载，启动瞬间或在运行过程中发生B相瞬间接地，但未达到该开关过流保护动作时间，越级导致输煤6 kVⅡ段电源开关62M1跳闸。随后开始恢复供电，运行人员将Ⅱ段进线开关62M1，62M2断开，合上联络开关6ML1，向除3号带式输送机以外的斗轮机间隔恢复供电。输煤6 kVⅡ段恢复供电后，未发生任何设备动作异常。

2013-04-14T10:00，1号机主厂房6 kVⅠA段输煤6 kVⅠ段电源开关61M1跳闸，由于Ⅱ段经联络开关由61M1开关供电，此时输煤6 kVⅠ，Ⅱ段全部失电，所带高、低压负荷全部停运，机组安全运行面临很大风险。

图1 6 kV输煤系统主接线示意

2 处理过程

输煤Ⅰ，Ⅱ段电源全停后，检修人员进行现场检查。从运行人员处得知，在输煤进线开关跳闸前只起动了悬臂斗轮机，检修人员首先测试斗轮机间隔高压电缆绝缘，发现A相对地绝缘电阻为0；进一步检查后确定故障点在斗轮机行走电缆段上，且该段电缆A相已熔断。

对斗轮机6M212开关的保护装置进行校验后，发现保护装置能正确动作并出口。随即检查斗轮机零序电流互感器二次回路，在端子排处拆开零序电流互感器次级绕组侧二次线，检查二次绕组直阻及绝缘均正常；检查其接至保护装置侧二次回路直阻数值异常。进一步测量电流端子通断时，发现L211端子两端接触电阻较大。拆下该端子连片，发现端子内已烧坏，如图2所示。

图2 烧坏的电流端子

3 原因分析

对斗轮机间隔的零序电流互感器进行变比、电阻、励磁试验，其试验结果如表1所示。

表1 零序电流互感器测试数据

该零序电流互感器额定变比为50:1，测试变比为46.09:1，变比误差小于10 %，在规定误差范围内。一般而言，110 kV及以下系统保护用电流互感器按稳态条件选择，应选用P类互感器，对剩磁系数无要求(无需测定剩磁系数)。由表1试验数据可知，该电流互感器正常且性能满足要求。

随后对3号带式输送机电机本体及电缆绝缘进行了检查，结果均正常。该电机CT变比为700:1，额定电流为3.42 A，过载定值1.2倍额定电流为4.10 A，而2014-04-13的记录过载报警电流为2 694/700≈3.84 A(约为1.12倍额定电流)。该型号电机保护器，当负载电流大于1.05倍额定电流值时，1 h内不动作则发出过载预报警信号。因此，3号带式输送机4M207开关保护B相过载预报警正确。

根据热工DCS事故记录，发现在2次跳闸事故发生的时刻，都只发出了斗轮机间隔合闸启动指令。因此，可判断2次跳闸事故的原因如下。

(1)斗轮机间隔因零序电流端子烧坏，造成零序电流互感器二次开路或接触不良，斗轮机间隔综合保护装置检测不到零序故障电流，零序保护未能动作，导致输煤Ⅱ段进线62M1零序保护动作第1次越级跳闸。当天6 kVⅡ段恢复供电后，斗轮机高压开关处于分闸状态未再启动，因此未发生任何设备动作异常。第2天，当斗轮机再次启动时，输煤Ⅰ段经联络开关6ML1带Ⅱ段负荷，造成了输煤Ⅰ段进线开关61M1零序保护动作越级跳闸。2次跳闸事故的原因相同。

(2)在第1次事故时，继保人员未对3号带式输送机电机及电缆绝缘进一步检查，错误判断是由于3号带式输送机重载启动越级造成输煤6 kVⅡ段进线开关零序保护跳闸，给第2次跳闸事故的发生留下了安全隐患。

(3)运行人员断开6 kVⅡ段62M1，62M2进线开关，投入联络开关6ML1的操作，造成第2次因相同原因跳闸，导致两段负荷全停。

4 应对措施

(1)更换斗轮机行走电缆。

(2)更换烧坏的零序端子排，并加强对所有保护回路电流、电压端子连片的检查力度。

(3)按照“三不放过”的原则，对相关人员进行安全教育，促使他们增强工作责任心，提高素质和专业技能。

(4)在分析、处理越级跳闸事件过程中，错误认为零序电流互感器剩磁系数不满足要求是造成越级跳闸的原因之一，从而实施了更换剩磁系数“合格”的零序电流互感器(定制)的错误措施。这是对电流互感器选择导则不熟悉造成的失误。因此，应加强检修人员对电流互感器及相关电气设备选择原则的学习和应用，防止出现类似误判事故。

1 DL/T866—2004电流互感器和电压互感器选择及计算导则[S].

2 GB1208—2006电流互感器[S].