一例整流變壓器異常跳閘故障的分析與處理

高志剛，龔炳林

（1.中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750306；2.中鹽江西蘭太化工有限公司，江西 新干 331302）

2019年4月23—24日，江西省某鹽化工企業(yè)氯酸鈉廠一臺正常生產(chǎn)運行中的整流主變壓器，先后發(fā)生了2次突然跳閘故障。本著“四不放過”的原則，該企業(yè)對這2次故障的發(fā)生極為重視，及時組織技術人員對其故障原因、性質(zhì)、對策進行細致的分析，形成了如下的分析處理綜述。

1 故障過程

該鹽化工企業(yè)的氯酸鈉生產(chǎn)工藝，電解部分是其生產(chǎn)過程的重點工序，電解工序的關鍵裝置電解槽的工作電源由整流裝置提供，電壓等級為DC 420 V，工作電流一般在90 kA左右，屬于低壓直流大電流供電設備。這個整流裝置由2臺110 kV、31300 kVA的整流變壓器并列工作。該變壓器先后發(fā)生的2次異常跳閘現(xiàn)象，都是整流2＃主變這同一臺變壓器，是在正常生產(chǎn)運行中突發(fā)的，對企業(yè)的生產(chǎn)運行造成了較大的影響?；仡欉@兩次整流2＃主變的異常跳閘的故障現(xiàn)象，發(fā)生跳閘動作的性質(zhì)大體相似，事前沒有任何征兆。事后，通過檢查微機綜保的動作事件記錄，顯示均為后備高壓側(cè)過流一段保護動作。

1.1 第一次跳閘

4月23日17:04，整流2＃主變102高壓開關發(fā)生第一次跳閘，當時變電運行人員和值班電工通過現(xiàn)場直觀檢查，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的原因，變電運行工按程序執(zhí)行開關合閘操作，于17:11正常合上102高壓開關，并順利進行整流主電流的升電流等操作。隨后，電氣技術人員于17:20到達現(xiàn)場，隨即檢查正在運行中的整流2＃主變及相關的高低壓配電和整流設備，沒有發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。檢查2＃主變二次回路的微機綜保裝置，發(fā)現(xiàn)有“后備高壓側(cè)過流一段保護動作”的動作記錄。其保護動作跳閘電流為B相過流，達到16.62 A（其過流動作定值為11 A）。當時設備處于運行狀態(tài)，各項運行參數(shù)均為正常。后續(xù)聯(lián)系贛西供電公司的相關技術人員，將所發(fā)生的情況一一告知，進行細心交流與溝通，贛西供電公司技術人員的建議是要求現(xiàn)場當班人員加強巡檢和觀察，查看電氣參數(shù)和現(xiàn)場一次與二次設備是否有變化，建議暫時不做停運檢查和分析。

1.2 第二次跳閘

4月24日8:30，電氣技術人員前往110變電站和整流配電間檢查，2＃主變及其整流裝置正常運行，其微機綜保后臺出現(xiàn)“二次諧波制動”報警。變電運行人員去現(xiàn)場巡檢，2＃主變再次跳閘。技術人員與變電運行人員回到110變電站控制室，查看微機后臺記錄，顯示9:11再次出現(xiàn)2＃主變“后備高壓側(cè)過流一段保護動作”的動作事件記錄，C相過流跳閘電流為29.46 A。此時，整流2＃主變102高壓開關出現(xiàn)的第2次跳閘。

2 原因分析

鑒于該整流變壓器兩天相繼出現(xiàn)了2次異常跳閘故障，技術人員當即決定將2＃主變保持停電，將此變壓器處于檢修狀態(tài)。技術人員全力以赴開展對110變電站和整流系統(tǒng)的檢查分析與故障診斷。首先，用傳統(tǒng)直觀的方法檢查變壓器、電流互感器、整流柜、二次線路、微機綜保裝置等，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的故障部位和可疑現(xiàn)象。查看微機綜保裝置，第2次跳閘的事件記錄，顯現(xiàn)出“后備高壓側(cè)過流一段保護動作”的動作記錄。其保護動作跳閘電流為C相過流，達到29.46 A。當時其他設備運行正常。隨后，技術人員制定了周密的分析、檢查、診斷方案，必須徹底查清楚是電氣設備故障，還是保護裝置錯誤動作而引起的跳閘。于是，現(xiàn)場技術人員兵分兩路：一路人員檢查電氣一次回路設備，另一路人員檢查電氣二次回路（含微機綜保裝置的檢查與試驗），并調(diào)用電力部門的專業(yè)檢查和試驗設備來為協(xié)助查找、分析和診斷故障。

技術人員隨即全力投入了一次設備與二次設備的檢查、分析與試驗工作之中。從所檢查的110 kV變壓器、電流互感器、電壓互感器、SF6氣體斷路器、隔離刀閘、接地刀閘、避雷裝置、110 kV電纜的各項診斷性試驗來看，相關的一次設備試驗參數(shù)正常，均已通過試驗，確認設備完好，沒有出現(xiàn)問題；二次回路檢查的人員檢查了2＃主變微機綜保裝置、二次回路接線、電流互感器參數(shù)、電壓互感器參數(shù)。試驗中所反映出的問題是微機綜保裝置，發(fā)生異常，出現(xiàn)誤動作。并且顯示的相關參數(shù)出現(xiàn)嚴重偏差：三相電流和三相電壓出現(xiàn)嚴重不平穩(wěn)。因此，技術人員判斷：該微機綜保裝置出現(xiàn)了故障，裝置內(nèi)部出現(xiàn)了錯誤的電流與電壓采樣數(shù)值，導致裝置的錯誤動作。

按照常規(guī)的經(jīng)驗，微機綜保裝置動作，有3種情況：一是正常動作，電氣設備或者運行狀況達到動作條件，必定動作跳閘，以保護正常設備免遭破壞或受損；二是拒絕動作，就是當電氣設備或運行條件符合動作條件，但沒有動作跳閘，也就是不能正常保護設備免遭破壞或受損；而第三種情況是當電氣設備或運行狀況沒有具備動作條件，但綜保裝置卻是發(fā)生了動作而導致跳閘，即誤動作，存在保護裝置故障的現(xiàn)象。

3 故障處理

經(jīng)過前面的檢查分析，微機綜保裝置使用的電子元器件及芯片組使用壽命期一般為10年，該企業(yè)的綜保裝置是2009年安裝投運的，剛好滿了10年，服役時間已到，可能會相繼出現(xiàn)一些故障，不能確保正常使用了。

針對這次檢查試驗發(fā)現(xiàn)的2＃主變微機綜保裝置出現(xiàn)的問題，技術人員著手進行處理，該裝置的型號為DPT-3W差動保護裝置，由南京某自動化設備有限公司生產(chǎn)和調(diào)試。經(jīng)過對裝置進行解體，決定先嘗試進行現(xiàn)場檢查、分析及修復，對疑似出現(xiàn)故障的相關配件進行逐個分析、診斷，更換了其中的兩塊信號采樣電路板，并重新做保護裝置綜合試驗，試驗結(jié)果各項參數(shù)正常，此項故障得以排除。于是將該綜保裝置投入，按程序啟動恢復投運，于當天下午16:45，將整流裝置的2＃主變恢復送電，投入運行。然后，整流運行人員按程序?qū)⒄飨到y(tǒng)投運，并將整流電流逐漸調(diào)節(jié)，提升到正常生產(chǎn)所須數(shù)值，一切正常。這樣，這次整流變壓器異常跳閘故障的處理就已經(jīng)完工。