惡劣天氣造成供電電壓波動(dòng)引發(fā)的設(shè)備故障及解決方案

金 睿

[摘要]介紹一次電力系統(tǒng)故障，分析暴露出的隱患，提出合理的解決方案。

[關(guān)鍵詞]各自投開(kāi)關(guān)電力系統(tǒng)故障供電電壓波動(dòng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TMO文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—7597(2009)1020024--01

一、引言

2009年6月3日河南鄭州、開(kāi)封、商丘等地出現(xiàn)了強(qiáng)颮線天氣。我公司所在鄭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)也遭受雷電、狂風(fēng)、暴雨和冰雹襲擊，短時(shí)最大風(fēng)力10級(jí)。惡劣的天氣對(duì)整個(gè)區(qū)域的供電系統(tǒng)造成了嚴(yán)重沖擊，雖然我公司外供線路未出現(xiàn)跳閘斷電故障，但期間因供電電壓波動(dòng)頻繁，誘發(fā)了一次各自投誤動(dòng)，導(dǎo)致部分一級(jí)負(fù)荷徹底斷電，造成部分重要設(shè)各損壞和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，以下就是針對(duì)這次事故的分析和解決方案。

二、引出問(wèn)題

各自投全稱(chēng)備用電源自動(dòng)投入裝置，是在常用電源出現(xiàn)異常時(shí)，自動(dòng)使備用電源順利投入，以確保重要用電設(shè)各的電源不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間中斷的一種自動(dòng)裝置。傳統(tǒng)方式是由各種繼電器的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在多用微機(jī)程控。我公司是控制系統(tǒng)由微機(jī)加繼電器電路共同實(shí)現(xiàn)，該套設(shè)備運(yùn)用的技術(shù)相對(duì)陳舊，但從2001年運(yùn)行至今未發(fā)生故障。在極端狀況下發(fā)生了故障，暴露出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)隱患。

三、事故介紹

事故發(fā)生后，通過(guò)對(duì)當(dāng)時(shí)情況的詳細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)造成事故的最直接原因就是：惡劣天氣造成區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)多處供電線路跳閘，供電系統(tǒng)持續(xù)發(fā)生供電電壓波動(dòng)。導(dǎo)致備用電源在投入的過(guò)程中出現(xiàn)了動(dòng)作紊亂。

我公司使用的八臺(tái)各自投裝置設(shè)置相同，1#、2#變壓器二次側(cè)主進(jìn)開(kāi)關(guān)為1ZK、2ZK，分別給I母、II母送電，兩母線間有聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)3ZK，正常運(yùn)行狀態(tài)下兩進(jìn)線開(kāi)關(guān)IZK、2ZK閉合。聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)3ZK斷開(kāi)。若l#變壓器電源出現(xiàn)停電故障，MMP綜合保護(hù)單元會(huì)根據(jù)進(jìn)線無(wú)壓、無(wú)流信號(hào)的判斷，經(jīng)過(guò)設(shè)定的延時(shí)后，發(fā)出跳閘指令分?jǐn)郔ZK開(kāi)關(guān)，再確認(rèn)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后并延時(shí)60ms合3ZK開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)給1母下負(fù)荷緊急供電的目的；當(dāng)2#變壓器電源出現(xiàn)停電故障，動(dòng)作程序相同，先跳2ZK再合3ZK，完成給II母負(fù)荷供電的目的。為方便閱讀，現(xiàn)給出進(jìn)線開(kāi)關(guān)IZK的二次原理圖。

上述八臺(tái)備自投裝置投運(yùn)前均做了相應(yīng)的調(diào)試、驗(yàn)收試驗(yàn)。投運(yùn)至今，每當(dāng)出現(xiàn)一路電源停電時(shí)，裝置都能正常工作，及時(shí)恢復(fù)了供電，成功的降低了停電帶來(lái)的損失。但2009年6月3日，當(dāng)供電系統(tǒng)持續(xù)出現(xiàn)供電電壓波動(dòng)時(shí)，有一臺(tái)裝置動(dòng)作出現(xiàn)了紊亂，出現(xiàn)了IZK、2ZK、3ZK三個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)合閘的現(xiàn)象，導(dǎo)致不完全同期的兩路供電系統(tǒng)經(jīng)低壓側(cè)聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)現(xiàn)象，最終因過(guò)負(fù)荷導(dǎo)致高壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘，兩臺(tái)變壓器下負(fù)荷全部停電。

四、事故分析

我公司是對(duì)供電連續(xù)性要求較高的地方，因此對(duì)各自投裝置的設(shè)置要求是自投不自復(fù)，因此二次回路中的進(jìn)線自動(dòng)合閘和聯(lián)絡(luò)自動(dòng)分閘功能原本可以去掉。如圖：二次原理圖中紅色部分，分別是進(jìn)線的自動(dòng)合閘回路，其對(duì)應(yīng)3ZK聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)分閘回路。在設(shè)備調(diào)試時(shí)，技術(shù)人員考慮保證聯(lián)絡(luò)不會(huì)自動(dòng)分閘(MMP綜臺(tái)保護(hù)單元的13、14接點(diǎn)不會(huì)動(dòng)作)而兩進(jìn)線的自動(dòng)合閘回路就不會(huì)誤動(dòng)，而且當(dāng)聯(lián)絡(luò)因故障不能自投時(shí)。如果失壓電源能及時(shí)恢復(fù)自動(dòng)合閘回路，則可以迅速使進(jìn)線合閘從而縮短送電所需要的時(shí)間，因此就沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。該設(shè)計(jì)存在的隱患，直接導(dǎo)致了此次事故的發(fā)生(如圖1)。

五、提出對(duì)策

針對(duì)上述故障原因，提出兩個(gè)解決方案。解決問(wèn)題的第一方案是取消圖中的紅線部分，使進(jìn)線開(kāi)關(guān)不會(huì)自動(dòng)合閘，徹底避免三個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)合閘的現(xiàn)象發(fā)生。

另一個(gè)解決方案：將各自投從得到一路進(jìn)線無(wú)壓、無(wú)流的信號(hào)到跳開(kāi)該進(jìn)線開(kāi)關(guān)的時(shí)間記為t1，進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后至備自投合聯(lián)絡(luò)動(dòng)作徹底完成也既是3ZK輔助觸頭狀態(tài)完成轉(zhuǎn)變的時(shí)問(wèn)記為t2，如圖中藍(lán)色部分將防跳中間繼電器改為時(shí)間繼電器，原常閉接點(diǎn)改為sJ的延時(shí)閉合的常閉點(diǎn)，時(shí)間設(shè)定大于t1+t2，這樣保證在3ZK動(dòng)作徹底完成前進(jìn)線開(kāi)關(guān)的合閘回路不會(huì)被接通，同樣可以達(dá)到預(yù)期目的。

六、結(jié)束語(yǔ)

由于供電電壓波動(dòng)的成因比較復(fù)雜，而且有很大比例的成因是不可控的。所以，想從成因上阻止供電電壓波動(dòng)發(fā)生難度很大，在現(xiàn)階段甚至可以說(shuō)不可能徹底避免其發(fā)生。

換個(gè)角度考慮，供電電壓波動(dòng)之所以危害很大，就是因?yàn)楹芏嘣O(shè)備或因系統(tǒng)設(shè)計(jì)原因或因硬件自身?xiàng)l件所限對(duì)供電電壓波動(dòng)太過(guò)敏感。通過(guò)各種技術(shù)手段降低設(shè)各對(duì)供電電壓波動(dòng)電壓波動(dòng)的敏感度，提高其抗擾動(dòng)的能力，就可以讓把損失降到最小，甚至可以完全避免由于供電電壓波動(dòng)所帶來(lái)的損失。