6 kV开关跳闸事故分析及防范措施

2022-06-12刘冰

现代工业经济和信息化 2022年4期

刘冰

（河钢唐钢动力部生产技术室，河北唐山 063000）

引言

电力线路是居民生活用电和企业事业用电的重要传输方式，电力线路主要是通过架空线路和电力电缆进行同步供电。在电力负荷持续扩大以及电缆所处环境不断恶化背景下，再加上电缆长期暴露在外，接受各种环境变化影响，以及用户侧基础装置故障的原因，导致线路频繁出现各种故障，为此需要联系故障实例，系统分析故障成因，形成有效处理措施，为相关问题提供有效参考。

1 案例分析

某冶金企业某区域内3号公用6 kV开关、3号脱硫6 kV开关跳闸事故，在事故发生当天下午开始，电缆线路的运行负荷为65 MW，现场装置主要包括三号公用PC段荷载，电热水箱2号分线箱开关，三号脱硫变6 kV开关跳闸、3号脱硫PC母线失电力、3号公用PC母线失电。3号公用MCCC常用电源出现失电，直接切换到备用电源进行供电，3号机组的送风机和引风机相关变频器能够对电源进行调控，使电源失电，变频器出现系统瞬停跳闸。3号机组锅炉对应全部引风机产生跳闸现象，机组MFT，跳开3号主变110 kV开关，发电机产生解列现象。在出现故障问题后，立刻进行警报，并组织专业人员前往现场进行勘察、处理。3号公共6 kV开关和3号脱落6 kV开关电缆相关屏蔽层对应接地问题得到有效整改。3号公共变压器和母线开始恢复正常供电，3号机组锅炉开始点火，使机组成功并网[1-2]。

2 事故原因分析

在发现事故问题后进行现场勘察，电热水箱2号分线箱电源从3号公共400 V PC段直接引出，到现场加热器2号分线箱，直接分为两段进入现场加热器，具体如图1和图2所示。现场对应设备绝缘是零，开启电缆盒进行检测，可以发现电热水箱对应3号加热器以及2号分线箱对应加热器的外部电缆绝缘被割破，出现放电烧黑问题，可以判断该部分是接地故障的主要部位，如图1和图2所示。

公共变6 kV开关和脱硫变6 kV开关对应电缆屏蔽层出现错误接线的现象，全部穿出零序CT后实施接地，该种接线模式下，容易导致外部接地电流通过屏蔽层进入零序CT，产生错误保护动作，这也是此次公用变6 kV开关和3号脱硫变6 kV开关装置产生错误动作的原因，主要连接方法是在穿出零序CT前实施接地处理。错误接地方法如图3所示。

正确接地方法如图4所示。

通过分析发现故障问题发生前，3号公用变6 kV开关的高压侧的运行电压正常，同时没有畸变现象，对应零序电压数值是零，高压侧两相电流出现突然增大的问题，对应低压侧的零序电流也呈现出突然变大的问题，通过分析判断可以了解到这种故障问题属于3号公用变低压侧运行负载两相接地出现运行故障。公用变的接线方法主要是DYN模式，零序分量无法直接顺着低压侧进入高压侧，对应高零流是39.2 A，主要是被外部因素影响所形成的。通过判断可以发现公用变6 kV开关出现跳闸故障的成因是接地电流因为接地行为错误，影响电缆屏蔽层运行，通过零序CT使高零流段出现时限动作跳闸问题[3-6]。

通过分析发现，故障前后脱硫变6 kV开关设备在高压侧的运行电流和电压运行正常，不存在畸变现象，对应零序电压参数是零，而低压端的零序电流也是零，最终能够判断脱硫变实际运行中对应高低压侧没有产生任何故障问题。至于高零流是30.2 A，判断脱硫变的6 kV开关出现跳闸问题的原因主要是接地电阻接地错误，进入其他电缆屏蔽层，经过零序CT，使得高零流端产生时限跳闸动作。

如果电缆屏蔽层接地正确，则出现故障问题后，电热水箱的分线箱开关率先脱扣，将故障消除后，所有开关全部稳定运行。综上所述，因为3号公用变6 kV电缆和3号脱硫变6 kV电缆对应屏蔽层出现错误接地问题，使得精处理3号加热器对应BC相产生接地故障后，对应接地电流顺着脱硫电气室地网，经过3号脱硫变以及公共变电缆屏蔽层，用开关零序CT单独测量零序电流（0.30 A、0.3 A），远远超出开关设定值（0.15 A），超出保护延时0.1 s，直接触发保护动作，3号脱硫变以及3号公用变对应6 kV开关装置产生跳闸现象，使得3号脱硫以及3号公共PC产生失电问题，3号锅炉系统中的引风机停止运行[7-8]。

3 6 kV开关跳闸事故防范措施分析

分析发现，如果母线PT对应二次交流回路产生短路现象，则总电源空开跳闸会产生较大影响。整个PC二次交流电压回路单纯于间隔位置设置电源总开关，应用母线PT二次交流电压设备在其中任意环节回路都会产生故障问题，最终使总电源空开出现跳闸现象，影响各种装置运行质量，为此建议为6 kV母线中不同负荷保护装置的二次交流电压设置分相空开，空开的额定电流低于母线PT相关电源总和，回路中的各种选择性故障跳开，对应单独装置二次交流电压产生空开现象，进一步降低影响范围。电动机保护装置中，PT断线尚未形成完善的逻辑检测功能，保护装置无法发送PT断线闭锁信息，导致电动机的低压保护装置出现跳闸和误动等问题，为此需要进一步健全保护装置的断线检测功能，同时把电力依据投入到电动机低压保护当中。对于开关跳闸故障，可以检测设备对应段内零序保护工作实际状况，如果存在接地保护跳闸问题，需要立刻停电，进行绝缘测量，通知进行检修处理。如果没有接地保护，也许是系统故障设备产生拒跳以及接地缺陷，为此需要检测电压表内指示状况，进一步明确接地程度和接地相别。寻找对应区域是否存在新启动装置，如果存在，应该拉动相关备用启动设备，如果备用启动装置停电后，没有接地，证明此装置属于接地装置，经过提交申请，同意停电后对绝缘进行测量，组织检修单位实施有效处理。在需要的条件下，可以直接选择瞬时停电处理，对特定段停电负荷进行逐一检测，明确接地位置后再进行全面检修[9-10]。

因为一组互感器内如果存在多种接地点，则容易产生测量误差，为此相关继电保护安全装置措施规定，电压和电流互感器相关二次回路内只能设置一点接地，规定接地独立性，和其他二次回路之间没有任何联系的电压、电流互感器二次回路，可以在开关厂场或是控制室内实施一点接地。为了促进电压和电流互感器能够将某种高电压和大电流顺利转化为小电压或小电流，需要在互感器内配置一、二次2种绕组，一二次绕组间通过相应的绝缘材料直接隔离两种系统电气，单纯借助不同匝数以及磁的联系实现正常传变。电缆保护接地中，电缆金属以及外部护套需要设置全面接地，而最终分路允许点通过电源一侧接地，仪表电缆以及控制设备如果因为技术原因，如果单端接地更有利，可以不选择两端接地。