一起因誤操作導(dǎo)致電解系列跳閘的原因分析

付紅琴

（國家電投寧夏能源鋁業(yè)寧東鋁業(yè)分公司，寧夏 銀川 750411）

一、引言

2017 年08 月26 日，國家電投寧夏能源鋁業(yè)寧東鋁業(yè)分公司供電車間在處置整流機(jī)組直流系統(tǒng)接地故障時(shí)，因誤操作導(dǎo)致350kA 電解鋁系列7 臺整流機(jī)組跳閘。通過事件原因查找，發(fā)現(xiàn)7 臺整流機(jī)組公共跳閘直流電源回路存在設(shè)計(jì)缺陷。本文重點(diǎn)對系統(tǒng)跳閘原因進(jìn)行了說明并提出了整流柜公共跳閘柜電源回路的改造方案。

二、事件概況

8 月26 日08：00，因下雨，天氣潮濕，供電車間整流所中控室后臺機(jī)報(bào)“直流屏DC 220V 母線壓差報(bào)警”信號及母線正對地電壓175V、負(fù)對地電壓-57V，絕緣電阻3kΩ 等故障信息。車間運(yùn)行值班人員現(xiàn)場檢查設(shè)備，發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)存在接地故障，需要立即排除[1]。

為防止直流電壓降低造成系統(tǒng)保護(hù)拒動或誤動，車間主任安排檢修人員通過采用“拉路法”的方式進(jìn)行故障排查。當(dāng)檢修人員斷開整流機(jī)組公共跳閘柜直流電源開關(guān)后，1 號至7 號整流機(jī)組跳閘，350kA 電解系列全停電，電網(wǎng)甩負(fù)荷410MW。車間立即按照應(yīng)急處置程序向上級領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，并按照現(xiàn)場處置方案檢查確定設(shè)備跳閘原因后組織恢復(fù)整流機(jī)組送電。

8 月26 日08:33，經(jīng)電力調(diào)度同意，車間合上1號至7 號整流機(jī)組開關(guān)，對有載開關(guān)進(jìn)行降檔升負(fù)荷。08:50，有載開關(guān)升至正常運(yùn)行的18 檔，350kA電解系列負(fù)荷升全。350kA 電解系列恢復(fù)正常運(yùn)行后，車間組織檢修人員、繼電保護(hù)人員繼續(xù)對直流屏系統(tǒng)接地故障進(jìn)行查找。

三、原因分析

經(jīng)查找，車間發(fā)現(xiàn)350kA 電解系列1 號至7 號整流機(jī)組公共跳閘回路繼電器均采用常閉觸點(diǎn)，與以往設(shè)計(jì)采用常開觸點(diǎn)不同。后經(jīng)翻閱設(shè)計(jì)圖紙，跳閘原因分析如下：

圖1 整流機(jī)組公共跳閘柜改造前電氣原理圖

圖1 ，正常情況下，整流柜公共跳閘繼電器K621、K622 線圈帶電，其常開觸點(diǎn)K621、K622 閉合，1 號至7 號整流機(jī)組跳閘繼電器K631、K632、K633、K634、K635、K636、K637 均帶電運(yùn)行，各整流機(jī)組跳閘繼電器所有常閉觸點(diǎn)打開。車間采用“拉路法”檢查直流接地故障，斷開公共跳閘回路直流220V 電源時(shí)，公共跳閘繼電器K621、K622 線圈失電，其常開觸點(diǎn)K621、K622 打開，導(dǎo)致1 號至7 號整 流 機(jī) 組 跳 閘 繼 電 器K631、K632、K633、K634、K635、K636、K637 線圈失電，各整流機(jī)組跳閘繼電器常閉觸點(diǎn)閉合，整流柜PLC 發(fā)出1 號至7 號整流機(jī)組跳閘命令，導(dǎo)致1 號至7 號整流機(jī)組跳閘。

四、事件反映的問題

（1）350kA 電解系列整流機(jī)組整流柜公共跳閘回路設(shè)計(jì)不合理，采用常閉觸點(diǎn)，跳閘回路串接跳閘條件太多，造成影響公共跳閘回路啟動的因素太多，極易引起整流機(jī)組誤動作跳閘；

（2）單臺整流機(jī)組整流控制柜柜內(nèi)直流電源消失均引起公共跳閘回路起動跳閘，造成系列停電，設(shè)計(jì)上不合理；

（3）采用“拉路法”查找直流屏絕緣故障時(shí)，對于所斷開電源回路造成的后果考慮不足[2]；

（4）整流機(jī)組公共跳閘柜因內(nèi)部繼電器長期帶電，失電會造成整流機(jī)組跳閘，所以公共跳閘柜長期不能停電檢修，容易出現(xiàn)中間繼電器故障造成的整流系列跳閘。

五、改造方案

考慮電解鋁整流負(fù)荷為一級負(fù)荷，負(fù)荷較大，系列頻繁跳閘會對電網(wǎng)系統(tǒng)造成較大沖擊，因直流系統(tǒng)波動可能造成整個(gè)電解系列停電，需要對公共跳閘柜進(jìn)行改造，改造方案見圖2。

圖2 整流機(jī)組公共跳閘柜改造后的電氣原理圖

改造方案：對公共跳閘急停按鈕、模擬屏急停按鈕由串聯(lián)改為并聯(lián)，且將常閉觸點(diǎn)改為常開觸點(diǎn)；公共跳閘回路1 號至7 號整流機(jī)組跳閘繼電器K631、K632、K633、K634、K635、K636、K637 常閉 觸點(diǎn)改為常開觸點(diǎn)。

正常運(yùn)行時(shí)-K621、-K622 不帶電，1 號至7 號整流機(jī)組的-K631 至-K637 繼電器也不帶電，這樣公共跳閘柜220V 直流電源突然斷電后，K621、K622、K631、K632、K633、K634、K635、K636、K637繼電器的常開觸點(diǎn)不會閉合，1 號至7 號整流機(jī)組跳閘回路不會接通無法造成整流機(jī)組跳閘。直流電源失電信號可以通過PLC 上傳至中控室后臺機(jī)，便于運(yùn)行值班人員檢查失電原因。

當(dāng)整流機(jī)組出現(xiàn)故障需要急停350kA 電解系列時(shí)，運(yùn)行值班人員可以通過手動按下-S620 公共跳閘急停按鈕，-K621 繼電器線圈得電自鎖，1 號至7 號整流機(jī)組-K631 至-K637 繼電器線圈得電，-K631 至-K637 繼電器的常開觸點(diǎn)接通，分別接通1 號至7 號整流機(jī)組整流柜跳閘回路，7 臺整流機(jī)組開關(guān)跳閘。

為防止繼電器拒動，改造方案設(shè)計(jì)采用-K621、-K622 雙繼電器并聯(lián)跳閘的方式來提高跳閘回路動作的可靠性。

六、結(jié)束語

通過對整流機(jī)組公共跳閘柜直流電源回路進(jìn)行改造，不僅提高了整流系列運(yùn)行的安全可靠性，而且杜絕了因檢修或運(yùn)行值班人員誤操作直流電源造成7 臺整流機(jī)組全部跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。另外，使用此改造方案后，公共跳閘柜單機(jī)組停電檢修時(shí)，不影響其它整流機(jī)組正常平穩(wěn)運(yùn)行。