一起10 kV母线失压的原因分析及整改建议

2021-11-19高占海雷定森吴志威

冶金动力 2021年5期

高占海，雷定森，吴志威

（酒泉钢铁（集团）有限责任公司，甘肃嘉峪关 735100）

前言

随着酒钢电网规模的不断扩大，为更好地实现电力系统的运行监控，提高电力系统集中控制，达到远程操作的自动化水平，实行了“调控一体化”和“集控站”管理模式，实现了下级站所无人值守。为了不影响各工序现场正常生产秩序，对于现场启停设备采取了常给“强制允许”的控制方式，但该控制方式下存在故障后现场工序仍然具备强制启动的缺陷，变电站人员无法有效管控。

1 事故经过

某开关站10 kV 1#渣浆泵过流一段保护动作开关跳闸，故障切除；18 s 后10 kV 1#渣浆泵再次启动，造成过流一段保护动作、套管零序过流保护动作，与此同时10 kV 一受电过流一段保护动作跳闸，上级站所开关过流一段保护动作，套管零序过流动作跳闸，电源撤回，快切装置闭锁未动作，导致10 kV I段母线失压。

2 系统接线方式

如图1所示，开关站运行方式为两路进线，分别接带10 kV Ⅰ、Ⅱ段母线运行，分段热备（带有快切装置），配出的用户主要有整流变、动力变、渣浆泵等；变电所10 kV Ⅰ段母线带有消弧消谐，配出开路为各下级站所受电。

图1 某开关站一次系统接线图

3 原因分析

（1）10 kV 1#渣浆泵保护动作跳闸分析

第一次：过流一段保护动作跳闸，动作值2 791.8 A，整定值118 A，时限0 s。从10 kV 1#渣浆泵故障录波分析,装置在监测到故障电流T2 到保护跳闸出口T1 是31 ms，如图2。保护出口T2 到开关跳闸T1是45 ms，如图3。故保护动作正确。

图2 10 kV 1#渣浆泵故障电流到保护跳闸出口

图3 10 kV 1#渣浆泵保护出口到开关跳闸

第二次：过流一段保护动作，动作值2 787.2 A，整定值118 A，时限0 s。923 ms 后套管零序过流保护动作，动作值19.56 A，整定值8 A，时限0 s。从1#渣浆泵故障录波分析，如图4。电机启动合闸到故障点，过流保护动作出口，断路器未跳开；74 ms 后，A 相电流消失，电压升高，B、C 相电流未变，电压降低，产生零序电压、零序电流，套管零序保护动作，故保护动作均正确。

图4 10 kV 1#渣浆泵故障录波

（2）10 kV一受电保护动作跳闸分析

过流一段保护动作跳闸，动作值10 923 A，整定值4 200 A，时限0.2 s，断路器动作跳开，10 kV I段母线失压。从10 kV 一受电故障录波分析，从出现故障电流图5 的T2 到受电保护跳闸出口和图6 的T1，延时200 ms（装置内故障录波记录时间只有200 ms，所以有2次故障记录），故保护动作正确。

图5 10 kV一受电保护动作故障电流T2开始

图6 10 kV一受电保护动作跳闸T1出口

（3）快切装置未动作分析

10 kV I 段母线失压时快切装置闭锁告警，经分析由于配出开路故障未隔离，受电后备保护动作闭锁快切装置，故未动作正确。

（4）某变电所一回保护动作跳闸分析

某开关站一回过流一段保护动作跳闸，动作值10 923 A，整定值4 200 A，时限0.2 s，断路器动作分开，通过对某开关站一回与某开关站一受电装置对时，相差36 s，两个装置属于同时动作；从故障录波分析，装置监测到故障电流到保护跳闸是204 ms，断路器分闸38 ms，保护装置及断路器均动作正确。见图7。

图7 一回保护动作跳闸故障录波

（5）变电所消弧消谐未动作分析

经分析，此次故障中零序过流保护动作，是由于A相断线，三相不平衡产生零序电压，且零序电压45.4 V，A 相电压77 V，B、C 相电压19 V 左右，不满足消弧消谐接地判据（既不满足弧光接地，也不满足金属性接地），故某变电所10 kV 1#消弧消谐未动作正确。

结论：开关站10 kV I 段母线失压，是由于所配出的10 kV 1#渣浆泵电机故障跳闸后，现场人员再次启机，而此时10 kV 1#渣浆泵断路器故障未隔离，造成越级跳闸。

4 整改建议

（1）对不具有M5025 继电器的高压柜，增加中间继电器。采用保护事故总启动中间继电器闭锁合闸，在控制回路中用事故总继电器常开接点启动中间继电器，中间继电器常闭接点串入合闸回路[1]，常开接点接入遥信回路；当中间继电器吸合时闭锁合闸回路[1]，同时向监控后台发送事故闭锁合闸信号，以便于变电站值班人员监控，有效杜绝保护动作跳闸后现场再次启机的可能。

（2）将保护事故总信号送至现场PLC,由PLC 闭锁合闸。利用保护装置事故总继电器的特点，采取将“事故总信号”通过电缆送至现场PLC 控制系统，完善PLC系统内部程序，当PLC系统接收到“事故总信号”时闭锁PLC 合闸输出并发出告警，现场操作人员能够及时发现故障，防止再启动。

（3）具有M5025 继电器的高压柜，利用保护事故总与M5025 继电器配合闭锁合闸。依据保护装置事故总继电器的特点，将原有高压柜内的允许合闸继电器M5025 利用起来，与保护事故总配合使用；原回路中M5025 继电器常开接点串入现场合闸回路，变电站值班人员发送允许合闸信号后M5025继电器常开接点闭合，现场可以正常启机；将事故总常开接点接入M5025 继电器复归回路，保护动作后M5025 继电器复归，常开接点打开，闭锁合闸回路，同时向监控后台发出允许撤回信号，便于变电站值班人员监控。