保護(hù)裝置跳線設(shè)置錯(cuò)誤引起的機(jī)組停運(yùn)案例分析

杜寧寧 韓國(guó)強(qiáng)

摘 要：本文對(duì)一起電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置跳線設(shè)置錯(cuò)誤引起的機(jī)組停運(yùn)案例進(jìn)行分析。深入分析了電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置跳線設(shè)置錯(cuò)誤時(shí)，零序保護(hù)不動(dòng)作的原因。為避免類似問題重復(fù)發(fā)生，具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置；零序保護(hù)；跳線設(shè)置

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）11-0221-01

1 引言

發(fā)電廠廠用高壓電動(dòng)機(jī)的可靠性決定著機(jī)組運(yùn)行安全性能。WDZ-430電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置主要用于大型及中型三相異步電動(dòng)機(jī)的綜合保護(hù)和測(cè)控，對(duì)2000kW及以上特大型電動(dòng)機(jī)或主保護(hù)靈敏度校驗(yàn)不合格需要加裝與之配套的WDZ-431電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置。裝置可配置獨(dú)立的操作回路和防跳回路，可適用于各種出口的電動(dòng)機(jī)回路。WDZ-430電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置具有接地保護(hù)功能。接地保護(hù)采用零序電流互感器獲取電動(dòng)機(jī)的零序電流，構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的單相接地保護(hù)。

2 事件經(jīng)過

某電廠一臺(tái)300MW機(jī)組配置3臺(tái)6kV爐水泵電機(jī)，6kV廠用電系統(tǒng)為大電流接地系統(tǒng)。某日機(jī)組AGC方式運(yùn)行，負(fù)荷207MW，主汽壓力16.6MPa，主汽溫538.1℃，爐A、B磨煤機(jī)運(yùn)行，A、B、C爐水泵運(yùn)行，A、B汽動(dòng)給水泵運(yùn)行，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。6kV爐水泵電機(jī)配置WDZ-430綜合保護(hù)裝置。運(yùn)行中，爐水泵電機(jī)導(dǎo)電頭故障接地，電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置零序保護(hù)未出口跳閘，高廠變A分支零序保護(hù)動(dòng)作跳6kV工作電源開關(guān)，保護(hù)動(dòng)作閉鎖快切裝置，6kV工作A段母線失壓，A側(cè)磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等設(shè)備失電造成燃燒工況惡化，鍋爐“全爐膛無火”發(fā)出，鍋爐MFT動(dòng)作，機(jī)組停運(yùn)。

3 故障現(xiàn)象

檢查機(jī)組發(fā)變組保護(hù)A、B屏，發(fā)變組組保護(hù)柜發(fā)出“高廠變A分支零序保護(hù)動(dòng)作”報(bào)警，A分支零序過流t1保護(hù)動(dòng)作。A分支零序電流動(dòng)作定值0.25A，動(dòng)作時(shí)間1s，A柜零序動(dòng)作電流：CPUA 1.3531A，CPUB 1.3855A；B柜零序動(dòng)作電流CPUA 1.3775A，CPUB 1.3897A，折算至一次電流值為550A左右，高廠變A分支零序過流保護(hù)正確動(dòng)作。保護(hù)動(dòng)作閉鎖6kV工作A段快切，6kV工作A段母線失電，B段廠用電快切裝置動(dòng)作正常，切至備用電源。400V保安段進(jìn)線電源由工作進(jìn)線切至備用進(jìn)線，400V工作A段失電。爐水泵開關(guān)綜合保護(hù)裝置發(fā)出“過熱保護(hù)”報(bào)警，無當(dāng)日其他保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，6kV工作A段其他開關(guān)無異常報(bào)警。

在爐水泵開關(guān)出口電纜處測(cè)量爐水泵電機(jī)絕緣為0，打開爐水泵電機(jī)接線盒檢查電機(jī)引線，發(fā)現(xiàn)C相引線處有燒黑現(xiàn)象，拆除電纜，測(cè)量電機(jī)絕緣電阻為0，電纜絕緣820MΩ，電纜絕緣合格。

測(cè)量爐水泵零序CT伏安特性，能滿足零序保護(hù)要求。做爐水泵零序CT大電流試驗(yàn)，在零序CT一次側(cè)加500A電流，測(cè)量CT二次電流13A，且波形無畸變現(xiàn)象。在零序CT一次側(cè)加600A電流，保護(hù)動(dòng)作正常，排除CT飽和的可能性。進(jìn)行爐水泵綜保裝置零序回路通流檢查，加電流后裝置顯示正常；檢查爐水泵綜合保護(hù)裝置接地電流定值一次值為10A，將該開關(guān)拖至試驗(yàn)位置合閘，在零序CT一次側(cè)通11A電流，保護(hù)裝置正確動(dòng)作跳閘。模擬故障時(shí)相電流及零序電流值，在保護(hù)裝置上加電流，A相端子加0.5A，C相端子加11A，零序端子加15A（B相代替），“過熱保護(hù)”信號(hào)發(fā)出，“接地保護(hù)”未動(dòng)作。

4 原因分析

根據(jù)爐水泵保護(hù)裝置說明書，為了防止零序不平衡電流引起保護(hù)誤動(dòng)作，本保護(hù)采用了最大相電流Imax作制動(dòng)量，其動(dòng)作特性為：

I0>I0dz 當(dāng)Imax≤1.05Ie時(shí)

I0>[1+（Imax/Ie-1.05）/4] Iodz， 當(dāng)Imax≥1.05Ie時(shí)

t0>t0dz

式中，I0：電動(dòng)機(jī)的零序電流倍數(shù)

I0dz：零序電流動(dòng)作值（倍）

Ie：電動(dòng)機(jī)額定電流（A）

t0dz：整定的接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（S）

t0z：接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（S）

零序額定電流視中性點(diǎn)接地電流大小確定。保護(hù)裝置提供I0e=0.02A和I0e=0.2A兩種供選擇。中性點(diǎn)小電流接地時(shí)，取I0e=0.02A；中性點(diǎn)大電流接地時(shí)，取I0e=0.2A。實(shí)際中，單相接地保護(hù)定值是按照一次電流動(dòng)作值整定。該保護(hù)校驗(yàn)時(shí)，先不輸入定值，保護(hù)退出。零序電流互感器二次接線接入裝置。在零序電流互感器上加一次電流動(dòng)作值，反映到保護(hù)裝置中為零序二次電流I0，通過模擬板上的跳線是該數(shù)值I0變化到合理范圍。此I0便是裝置需要輸入的保護(hù)即為接地保護(hù)動(dòng)作值I0dz。

接地保護(hù)采用最大相電流Imax做制動(dòng)量，Imax=（Ia，Ic）。所以在A、B、C三相電流中需施加一相制動(dòng)電流。當(dāng)Imax≤1.05Ie時(shí)，施加的零序電流大于零序電流動(dòng)作值Iodz，保護(hù)延時(shí)todz動(dòng)作；當(dāng)Imax>1.05Ie時(shí)，施加的零序電流大于[1+（Imax/Ie-1.05）/4] Iodz，保護(hù)延時(shí)動(dòng)作。在綜保裝置電流回路A相端子加0.5A，C相端子加11A，零序端子加15A（B相代替）時(shí)，相當(dāng)于一次負(fù)荷電流25A，故障相電流和零序電流約550A，根據(jù)裝置說明書計(jì)算制動(dòng)倍數(shù)82倍，試驗(yàn)時(shí)綜保裝置內(nèi)部零序顯示倍數(shù)約65倍，小于82倍，未達(dá)到零序保護(hù)動(dòng)作條件，零序保護(hù)不動(dòng)作。爐水泵電機(jī)接地時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作跳線在0.02檔位上，大電流接地時(shí)，因電流超出裝置零序CT采樣范圍且制動(dòng)倍數(shù)遠(yuǎn)大于動(dòng)作倍數(shù)，造成電動(dòng)機(jī)接地故障時(shí)，零序保護(hù)不動(dòng)作。

本臺(tái)機(jī)組大修時(shí)對(duì)爐水泵電機(jī)進(jìn)行了改造性大修。分析電機(jī)導(dǎo)電頭故障原因可能是導(dǎo)電頭絕緣套材料存在缺陷或設(shè)備出廠前單獨(dú)做的導(dǎo)電頭水耐壓試驗(yàn)、交流耐壓試驗(yàn)，因執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)較高（水壓26MPa，溫度60℃，交流耐壓13kV，5min），可能對(duì)導(dǎo)電頭造成一定損傷。因?qū)щ婎^處于引線內(nèi)封里面，設(shè)備交接時(shí)，通過引線外部檢查及絕緣測(cè)量和交流耐壓試驗(yàn)不能發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電頭的損傷。

5 結(jié)語

此事故反應(yīng)了電氣技術(shù)人員業(yè)務(wù)技能不足，對(duì)6kV綜合保護(hù)裝置了解不全面，保護(hù)裝置的跳線設(shè)置不符合裝置規(guī)定。保護(hù)校驗(yàn)有缺項(xiàng)，保護(hù)檢修時(shí)雖然根據(jù)廠家說明書進(jìn)行了定值設(shè)定、通流和定值校驗(yàn)工作，但未進(jìn)行帶制動(dòng)方式下的零序保護(hù)校驗(yàn)內(nèi)容。外委檢修設(shè)備質(zhì)量驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)，爐水泵大修時(shí)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，僅對(duì)設(shè)備檢修過程進(jìn)行了表面驗(yàn)收以及相關(guān)試驗(yàn)，未對(duì)各工序、部件進(jìn)行仔細(xì)檢查、驗(yàn)收。為避免此類事故的重復(fù)發(fā)生，繼電保護(hù)工作人員在更換保護(hù)裝置時(shí)應(yīng)仔細(xì)閱讀保護(hù)裝置技術(shù)說明書，熟悉裝置的技術(shù)參數(shù)。選擇繼電保護(hù)裝置參數(shù)配置時(shí)，必須審核繼電保護(hù)裝置參數(shù)配置與電廠一次系統(tǒng)匹配。在機(jī)組檢修進(jìn)行保護(hù)校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)制定完善的保護(hù)校驗(yàn)方案，增加帶制動(dòng)方式下的零序保護(hù)校驗(yàn)內(nèi)容，避免跳線錯(cuò)誤無法發(fā)現(xiàn)。