某電廠循泵電機故障引起其他輔機跳閘原因分析及建議

趙新定

摘要：針對循泵跳閘后，根據(jù)保護動作報文和故障錄波信息，對短路電流進行計算和分析，從而計算出故障時母線電壓的最低值，并進一步詳細分析出其他輔機設(shè)備低壓跳閘的機理和原因，同時，針對故障原因制定有效的措施和建議方案。

關(guān)鍵字：故障;故障電流;低電壓;跳閘;

1.概述

某電廠于2018年8月15日19：17啟動#4機4B循泵時差動保護動作，其故障原因為循泵電動機內(nèi)部高低速切換用連接片燒斷而導(dǎo)致三相短路，引起4E磨煤機、4F磨煤機、4B空預(yù)器主電機、4B火檢風(fēng)機、4A送風(fēng)機B油泵、4B小機B油泵、4B密封油泵、#2EH油循環(huán)泵、4B一次風(fēng)機冷油泵及A油泵、4B送風(fēng)機A油泵、4B送風(fēng)機#2液壓油泵、#4爐撈渣機、#7空壓機、#8空壓機、#10空壓機等設(shè)備跳閘。通過現(xiàn)場進行分析，并結(jié)合仿真計算結(jié)果綜合分析：其他輔機跳閘的原因為故障時造成的低電壓，而廠內(nèi)部分輔機不具備低電壓穿越能力而導(dǎo)致。分析過程如下：

2.故障短路電流水平及6kV母線電壓下降程度

（1）根據(jù)4B循泵保護動作報文：

對應(yīng)一次故障電流為8898A～10044A，應(yīng)當注意的是該報文所記錄的電流值為保護裝置動作時電流值，并不能真實表征故障電流水平。

（2）查發(fā)變組故障錄波，由于現(xiàn)場高廠變低壓側(cè)分電流、6kV母線電壓未接入故障錄波器，僅能對高廠變高壓側(cè)電流及B分支零序電流進行分析：#4高廠變B分支零序電流首先發(fā)生突變，3～5ms后高壓側(cè)三相電流由負荷電流993A突變至故障電流6600A左右，折算至6kV側(cè)故障電流約為22.9kA.故障時間約69ms。

（3）利用仿真計算程序，根據(jù)高廠變參數(shù)及實際負荷情況設(shè)定初始條件：

模擬三相接地故障，過渡電阻設(shè)為0.11Ω，故障持續(xù)時間為70ms，其高壓側(cè)及低壓側(cè)短路電流及6kV母線電壓曲線分另如圖2，圖3所示，由計算結(jié)果可知高壓側(cè)計算故障電流與實際故障電流基本一致，6kV 4B段母線電壓最低下降至62.2%即3.92kV。

3.廠用輔機設(shè)備低電壓跳閘機理分析

（1）交流接觸器或中間繼電器低電壓釋放

目前廠內(nèi)低壓電動機啟停采用交流接觸器控制，利用電磁線圈串入常開輔助接點的方式實現(xiàn)接觸器的自保持功能，其控制回路與主回路采用同一交流電源供電。按照國家標準規(guī)定，交流接觸器操作機構(gòu)應(yīng)在85%額定電壓下可靠吸合，一般制造廠為了保證接觸器在低電壓下可靠工作，將電磁機構(gòu)的最低吸合電壓設(shè)計在70%～75%額定電壓，當電源電壓下降到最低吸合電壓時，將導(dǎo)致接觸器斷開，從而引起電動機供電中斷跳閘。

對于存在交流中間繼電器的控制回路，當交流電壓低于繼電器的返回電壓時，也會引起主回路接觸器釋放而導(dǎo)致電動機跳閘。

（2）PLC低電壓重啟

由PLC完成程控的設(shè)備，其PLC電源一般為24V供電，其控制柜內(nèi)一般設(shè)有輔助電源模塊，交流輸入電源范圍為180V～254V（82%～115%額定電壓），當交流輸入電壓偏離輸入范圍時，將影響電源模塊的24V供電輸出，從而影響PLC正常工作，當直流電壓低于15V時將引發(fā)PLC死機或重啟，觸發(fā)PLC故障而引起設(shè)備跳閘。

4.廠內(nèi)其他輔機跳閘原因

本次所跳閘設(shè)備所在400V低壓母線段均由6kV 4B段供電，經(jīng)上述分析計算，此次故障時6kV 4B段電壓下降到3.92kV（62.2%），故障持續(xù)時間69ms，由于低電壓的持續(xù)存在，同時廠內(nèi)部分輔機不具備低電壓穿越能力而導(dǎo)致其輔機跳閘。

（1）4E、4F磨煤機跳閘的原因為4E、4F磨煤機油站中交流繼電器低電壓釋放，造成油站跳閘而觸發(fā)磨煤機首出跳閘。

（2）空壓機跳閘的原因為其控制回路采用交流供電，低電壓引起控制電源失電。

（3）其它400V電動機跳閘原因為交流接觸器因低電壓釋放而導(dǎo)致電動機停運。

5.采取措施及建議

應(yīng)以提升廠用輔機低電壓穿越能力為目的，對交流控制回路繼電器、主回路的接觸器等薄弱環(huán)節(jié)進行排查：

（1）優(yōu)先選用釋放電壓較低的元件。

（2）根據(jù)輔機工作特點可采用延時繼電器，使電動機在低電壓穿越后完成再啟動。

（3）采用接觸器加裝儲能延時元件，為接觸器線圈在低電壓期間繼續(xù)提供能量，保證主觸頭的吸合，接觸器的工作狀態(tài)不發(fā)生改變。

（3）加裝與接觸器配合使用的延時鎖扣頭裝置，在接觸器吸合后線圈轉(zhuǎn)入省電模式，靠鎖扣頭鎖扣作用保持主觸頭的接通。在低電壓期間由于鎖扣頭的作用，接觸器觸頭不斷開。

（4）輔機設(shè)備的PLC電源供電應(yīng)采用UPS或直流可靠電源供電;對于重要輔機的變頻器，必要時應(yīng)加裝低電壓穿越裝置。

（5）重要設(shè)備控制箱內(nèi)可采用雙電源供電或?qū)⒖刂齐娫锤脑鞛橹绷麟娫垂╇姟?/p>

參考文獻：

1、湯涌，田芳.電力系統(tǒng)短路電流計算.中國電力出版社. 2015年09月.

2、何瑞文.電力系統(tǒng)繼電保護 第2版.機械工業(yè)出版社.2017年04月.