某机组10kV补给水线路开关跳闸分析

杨长存，杨联联

（淮浙煤电凤台发电分公司，安徽 淮南 232131）

1 设备概况

某装机容量为4×660MW 的燃煤机组电厂，机组采用闭式循环水冷却方式，补给水泵房距离电厂约10 公里，补给水泵房内设有10kV 补给水A 段、10kV 补给水B 段两段母线，分别通过两条10kV 架空线路连接至厂内01A 补给水升压变、01B 补给水升压变高压侧，两台变压器低压侧电源分别取至辅助厂房6kV A、B 段，10kV 补给水两段母线正常分裂运行，任一条线路检修时可通过母联开关并联运行，补给水升压变容量为1600kVA，短路阻抗为4.03%，变比（88/154）,接线组别为Dyn11。辅助厂房6kV 补给水升压变高低压侧开关保护装置均采用的是乐清市爱光电气有限公司生产的型号为MMP-5020J 产品，该类型保护装置只能存储事件记录，无导出故障录波波形的功能，且保护装置动作时只能显示动作相电流，无动作相不显示。

2 故障现象

2018 年11 月21 号上午8 点左右，某电厂继保维护人员接运行通知“辅助厂房6kV B 段01A 补给水升压变跳闸，C6A 皮带机跳闸请速来检查”，继保维护人员就地检查保护装置B 相过流一段动作，动作电流12.2A（见图1），折算到一次动作电流2440A（CT 变比200：1），检查保护装置过流一段动作电流整定值为11.6A，保护装置动作行为正确，检查保护装置外观及二次回路无明显异常，继保维护人员将情况进行了汇报，并联系一次维护人员检查01A 补给水升压变本体，联系线路维护单位巡视检查线路，联系运行人员测量变压器绕组绝缘。

图1 01A 补给水升压变6kV 开关保护装置动作

3 故障检查过程

根据保护装置的动作信息，继保维护人员检查了保护装置动作时刻辅助厂房PLC 控制系统、主厂房DCS 控制系统历史电压、电流采样数据，发现在故障时刻辅助厂房工作进线及电源开关均存在电流升高、电压下降的现象，同时查看机组故障录波器启动记录的波形分析结果与上述一致，综合以上情况判断补给水升压变发生短路故障。根据保护装置动作情况及保护装置只能显示出故障相电流的特点，分析可能存在以下四种可能的原因：

（1）01A 补给水升压变6kV 侧发生B 相接地故障。

（2）01A 补给水升压变10kV 侧发生相间故障，6kV 侧B 相动作电流较A、C 相大，且满足B 相电流是A、C 相电流的2 倍关系。

（3）01A 补给水升压变10kV 侧或6kV 侧发生匝间短路。

（4）保护装置采样异常导致误动作。

根据以上可能的原因逐步进行了排查：

（1）01A 补给水升压变6kV 侧发生B 相接地故障；

当01A 补给水升压变6kV 侧发生B 相金属性接地故障时，最大故障电流大小可用下式计算：

式中：I(1)k为小电阻接地系统单相接地电流，A；UN为额定线电压，6.3KV；RN为高压厂用变压器中性点接地电阻，6.07Ω。

从以上计算可知，01A 补给水升压变6kV 侧最大接地故障电流为599A，因此可排除了接地故障的可能性，此分析结果也说明了高厂变低压侧最大单相接地电流为599A。

（2）01A 补给水升压变10kV 侧发生相间故障，6kV 侧B 相动作电流较A、C 相大，且满足B 相电流是A、C 相电流的2 倍关系。

根据变压器接线组别画出变压器绕组接线图，如图2 所示，当10kV 侧B、C 相发生相间短路时，反应到6kV 侧B 相电流是A、C 相电流的2 倍关系，图2 中所示短路电流为标幺值。

图2 01A 补给水升压变10kV 侧发生相间故障时两侧故障电流关系

根据图201A 补给水升压变10kV 侧发生相间故障时两侧故障电流关系图，当01A 补给水升压变10kV 侧发生相间金属性故障时的故障电流可由下式计算：

当01A 补给水升压变10kV 侧发生相间金属性故障时，6kV 侧有一相电流为三相短路电流，当发生非金属性故障时，6kV 侧故障电流小于三相短路电流3821A，因保护装置故障电流一次值为2440A，存在此种可能性，进一步调取1 号机发变组故障录波器在发生故障时刻波形如图3 所示。

图3 发变组故障录波器在发生故障时刻波形

从图3 1 号机发变组故障录波器在发生故障时刻波形可知，1B 高厂变低压侧电流Ib 的大小为2520A，且与Ia、Ic的电流大小相差约2 倍的关系（存在机组厂用负荷的电流的影响），相位相差180°，与以上01A 补给水升压变10kV 侧发生相间故障时两侧故障电流大小基本相同，因此，可能存在此类型故障。

（3）01A 补给水升压变10kV 侧或6kV 侧发生匝间短路。电气一次维护人员对01A 补给水升压变高低压侧绝缘及直流电阻进行检查，均未发现异常，排除了变压器发生匝间短路的可能性。

（4）保护装置采样异常导致误动作。根据1 号机组故障录波器的录波历史记录对比01A 补给水升压变保护装置动作电流，除了负荷电流影响，电流变化大小基本吻合，排除保护装置误动作的可能性。

综合以上分析可知，本次01A 补给水升压变跳闸原因为10kV 侧发生B、C 相间非金属性故障导致，根据此分析结果，对10kV 输电线路进行了巡视检查，发现10kV 输电线路处确实存在明显的相间短路放电痕迹，处理好异物后并联系运行人员送电，观察保护装置运行正常。

4 结语

采用闭式循环水火力发电厂的补给水泵房一般都设置在距离电厂较远的水源处取水，选择的地点也相对较偏僻，长距离补给水泵房的电源采用架空线路输送，途经的地方如有较高的树木在刮风下雨等恶劣天气时很容易发生相间故障，且同杆架设的输电线路还较容易遭受到雷击，导致补给水线路跳闸。作为一线生产运维人员，如果能够根据短路电流的大小迅速判断故障相别及故障大致所处的位置，能够缩短故障查找的时间，给故障处理节约宝贵的时间，同时，为了避免输电线路短路故障，还应做到加强线路的巡视检查工作，对可能引发相间故障的异物及时清除，营造良好的运行环境，保障机组的安全稳定运行。