一起10 kV母線失壓的原因分析及整改建議

高占海，雷定森，吳志威

（酒泉鋼鐵（集團）有限責(zé)任公司，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

前言

隨著酒鋼電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，為更好地實現(xiàn)電力系統(tǒng)的運行監(jiān)控，提高電力系統(tǒng)集中控制，達到遠程操作的自動化水平，實行了“調(diào)控一體化”和“集控站”管理模式，實現(xiàn)了下級站所無人值守。為了不影響各工序現(xiàn)場正常生產(chǎn)秩序，對于現(xiàn)場啟停設(shè)備采取了常給“強制允許”的控制方式，但該控制方式下存在故障后現(xiàn)場工序仍然具備強制啟動的缺陷，變電站人員無法有效管控。

1 事故經(jīng)過

某開關(guān)站10 kV 1#渣漿泵過流一段保護動作開關(guān)跳閘，故障切除；18 s 后10 kV 1#渣漿泵再次啟動，造成過流一段保護動作、套管零序過流保護動作，與此同時10 kV 一受電過流一段保護動作跳閘，上級站所開關(guān)過流一段保護動作，套管零序過流動作跳閘，電源撤回，快切裝置閉鎖未動作，導(dǎo)致10 kV I段母線失壓。

2 系統(tǒng)接線方式

如圖1所示，開關(guān)站運行方式為兩路進線，分別接帶10 kV Ⅰ、Ⅱ段母線運行，分段熱備（帶有快切裝置），配出的用戶主要有整流變、動力變、渣漿泵等；變電所10 kV Ⅰ段母線帶有消弧消諧，配出開路為各下級站所受電。

圖1 某開關(guān)站一次系統(tǒng)接線圖

3 原因分析

（1）10 kV 1#渣漿泵保護動作跳閘分析

第一次：過流一段保護動作跳閘，動作值2 791.8 A，整定值118 A，時限0 s。從10 kV 1#渣漿泵故障錄波分析,裝置在監(jiān)測到故障電流T2 到保護跳閘出口T1 是31 ms，如圖2。保護出口T2 到開關(guān)跳閘T1是45 ms，如圖3。故保護動作正確。

圖2 10 kV 1#渣漿泵故障電流到保護跳閘出口

圖3 10 kV 1#渣漿泵保護出口到開關(guān)跳閘

第二次：過流一段保護動作，動作值2 787.2 A，整定值118 A，時限0 s。923 ms 后套管零序過流保護動作，動作值19.56 A，整定值8 A，時限0 s。從1#渣漿泵故障錄波分析，如圖4。電機啟動合閘到故障點，過流保護動作出口，斷路器未跳開；74 ms 后，A 相電流消失，電壓升高，B、C 相電流未變，電壓降低，產(chǎn)生零序電壓、零序電流，套管零序保護動作，故保護動作均正確。

圖4 10 kV 1#渣漿泵故障錄波

（2）10 kV一受電保護動作跳閘分析

過流一段保護動作跳閘，動作值10 923 A，整定值4 200 A，時限0.2 s，斷路器動作跳開，10 kV I段母線失壓。從10 kV 一受電故障錄波分析，從出現(xiàn)故障電流圖5 的T2 到受電保護跳閘出口和圖6 的T1，延時200 ms（裝置內(nèi)故障錄波記錄時間只有200 ms，所以有2次故障記錄），故保護動作正確。

圖5 10 kV一受電保護動作故障電流T2開始

圖6 10 kV一受電保護動作跳閘T1出口

（3）快切裝置未動作分析

10 kV I 段母線失壓時快切裝置閉鎖告警，經(jīng)分析由于配出開路故障未隔離，受電后備保護動作閉鎖快切裝置，故未動作正確。

（4）某變電所一回保護動作跳閘分析

某開關(guān)站一回過流一段保護動作跳閘，動作值10 923 A，整定值4 200 A，時限0.2 s，斷路器動作分開，通過對某開關(guān)站一回與某開關(guān)站一受電裝置對時，相差36 s，兩個裝置屬于同時動作；從故障錄波分析，裝置監(jiān)測到故障電流到保護跳閘是204 ms，斷路器分閘38 ms，保護裝置及斷路器均動作正確。見圖7。

圖7 一回保護動作跳閘故障錄波

（5）變電所消弧消諧未動作分析

經(jīng)分析，此次故障中零序過流保護動作，是由于A相斷線，三相不平衡產(chǎn)生零序電壓，且零序電壓45.4 V，A 相電壓77 V，B、C 相電壓19 V 左右，不滿足消弧消諧接地判據(jù)（既不滿足弧光接地，也不滿足金屬性接地），故某變電所10 kV 1#消弧消諧未動作正確。

結(jié)論：開關(guān)站10 kV I 段母線失壓，是由于所配出的10 kV 1#渣漿泵電機故障跳閘后，現(xiàn)場人員再次啟機，而此時10 kV 1#渣漿泵斷路器故障未隔離，造成越級跳閘。

4 整改建議

（1）對不具有M5025 繼電器的高壓柜，增加中間繼電器。采用保護事故總啟動中間繼電器閉鎖合閘，在控制回路中用事故總繼電器常開接點啟動中間繼電器，中間繼電器常閉接點串入合閘回路[1]，常開接點接入遙信回路；當(dāng)中間繼電器吸合時閉鎖合閘回路[1]，同時向監(jiān)控后臺發(fā)送事故閉鎖合閘信號，以便于變電站值班人員監(jiān)控，有效杜絕保護動作跳閘后現(xiàn)場再次啟機的可能。

（2）將保護事故總信號送至現(xiàn)場PLC,由PLC 閉鎖合閘。利用保護裝置事故總繼電器的特點，采取將“事故總信號”通過電纜送至現(xiàn)場PLC 控制系統(tǒng)，完善PLC系統(tǒng)內(nèi)部程序，當(dāng)PLC系統(tǒng)接收到“事故總信號”時閉鎖PLC 合閘輸出并發(fā)出告警，現(xiàn)場操作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)故障，防止再啟動。

（3）具有M5025 繼電器的高壓柜，利用保護事故總與M5025 繼電器配合閉鎖合閘。依據(jù)保護裝置事故總繼電器的特點，將原有高壓柜內(nèi)的允許合閘繼電器M5025 利用起來，與保護事故總配合使用；原回路中M5025 繼電器常開接點串入現(xiàn)場合閘回路，變電站值班人員發(fā)送允許合閘信號后M5025繼電器常開接點閉合，現(xiàn)場可以正常啟機；將事故總常開接點接入M5025 繼電器復(fù)歸回路，保護動作后M5025 繼電器復(fù)歸，常開接點打開，閉鎖合閘回路，同時向監(jiān)控后臺發(fā)出允許撤回信號，便于變電站值班人員監(jiān)控。

5 結(jié)束語

通過本次故障的綜合分析，可見帶故障啟機對設(shè)備、電網(wǎng)的危害與損失很大，所以從人防到技防工作需進一步完善，利用技術(shù)手段減少人的不安全行為，從而確保人身、設(shè)備、電網(wǎng)的安全。