辅助电锅炉电极异常放电原因分析及处理

2015-12-30陈景荣魏彦勋邱立伟

电力安全技术 2015年5期

关键词：炉水电锅炉相电流

陈景荣，魏彦勋，邱立伟，李强

(中核核电运行管理有限公司，浙江嘉兴 314300)

辅助电锅炉电极异常放电原因分析及处理

陈景荣，魏彦勋，邱立伟，李强

(中核核电运行管理有限公司，浙江嘉兴 314300)

介绍了一起辅助电锅炉电极放电的故障，从电锅炉工作结构及要求、保护动作行为方面分析了造成电极放电的原因，并提出了改进对策和措施，对提高辅助电锅炉的可靠性、保证安全运行具有重要意义。

辅助电锅炉；电极；放电；单相接地

0 引言

辅助电锅炉是电厂的一个重要汽源，主要为机组启动时提供辅助气源，直到切换至正常气源。某核电厂辅助电锅炉供电电压为13.8 kV，通过一个6.3/13.8 kV升压变压器供电。电锅炉的型号为HVJ-338-C250，额定功率为25 MW，额定电压为13.5 kV，额定电流为1 069 A，为高电压射流式(HVJ)电极型蒸汽锅炉。

辅助电锅炉结构如图1所示，水由循环泵从锅炉的下方送至中心集箱，靠重力从中心集箱上的喷嘴流出并冲击电极板，从而形成电流通路。高电压电源直接与电极的端子相连，当电导率在最大额定值时，约有3 %的水流被蒸发；而未蒸发的那部分水，约为总流量的97 %，从电极流至反电极时，又形成了第2条电流通路。

1 故障现象

2014-03-03T09：55，电锅炉正在升功率的过程中，9LGR105JA开关跳闸，电锅炉停运，控制柜上报警装置出现“速断跳闸”、“零序保护跳闸”2个报警信号。电锅炉就地柜SPAD346C2差动继电器的SPAJ4D28模块的过流速断保护动作，致开关跳闸。查看保护装置内的记录值，发现其B相电流达到6.15 In(额定相电流)，时间达到100 %；而过流速断保护定值为1.39 In，时间为0.04 s。

为了进一步查找和确认故障原因，查看就地柜锅炉侧SPAD346C2继电器及220 kV侧故障录波器电流值。如表1所示，13.8 kV侧B相电流突增至6.15 In，持续78 ms，不计负荷电流可以认为A，C相电流为0；220 kV侧A，B相电流为1.43 A，不计负荷电流可以认为C相电流为0。

图1 射流式(HVJ)电极型电锅炉结构

表1 故障电流数据

并且，锅炉变压器系升压变，接线方式为YN，d11；220 kV辅助变压器接线方式为YN，yn0。如13.8 kV侧B相接地，经过变压绕组的转变，辅变高压220 kV侧体现为C相电流为0，A，B相电流大小相等、方向相同，和记录的数据特征吻合。再结合报警中出现“零序保护跳闸”报警信号，同时13.8 kV侧二次电流折算到13.8 kV一次侧电流为6.15×1 250(CT变比)=7 687 A；220 kV侧二次电流折算到13.8 kV侧电流为1.43×200(CT变比)×(220/13.8)×1.732=7 897 A，这和电锅炉的某一相电极发生接地故障时，忽略系统阻抗，计算的短路电流(8 494 A)相当，因此可以确认故障为B相发生了单相接地。

2 检查处理

测量B相电极及电缆绝缘电阻为25.7 MΩ；将B相电缆与电极脱开后，单独测量电缆的绝缘电阻，大于200 GΩ，对B相电极施加工频额定电压13.8 kV，无放电等异常现象，因此确认主回路绝缘正常。初步判断故障由非直接短路引起，可能是操作不当或炉水电导率过高而造成异常放电。采取保守策略处理：打开锅炉人孔进行检查，B相主绝缘(内部套管、外部套管)情况良好，无放电痕迹，验证了出现故障后，测试绝缘、额定电压耐压试验均通过的情况。检查B相电极极板及对应吊篮位置时，发现B相单电极极板和双电极的1个极板与吊篮存在明显放电痕迹，且因放电故障电流非常大，导致重量较轻的单电极极板在强大的电动力作用下发生位置移动。由于B相单电极极板位移，绝缘密封垫可能存在损伤，为了避免B相单电极在运行时产生泄漏，对B相单电极极板重新进行了安装。