6kV系統接地并產生諧振故障分析及處理

范欽勇，唐穎杰

鶴煤熱電廠，河南鶴壁 458000

1 系統簡介

兩臺高廠變分別接帶6kV母線，接線形式為單母線分段運行。另外配置有啟備變，作為廠用6kV母線的備用電源，均為不接地系統，并配置有快切裝置，可實現廠用6kV母線段與備用段自動切換，保證了機組安全穩定運行。

2 故障現象及處理經過

集控室內照明燈瞬間變暗，電氣1#機組DCS屏發出聲光報警，首出“6kV重故障 ”信號。6kVIB段A相電壓接近零并波動，B、C相電壓1kV并波動，廠用電快切動作，6kVIB段倒換至備用段接帶，倒換后備用段A相電壓接近零，1#機組2#給水泵、2#送風機低電壓保護動作跳閘，1#給水泵聯啟不成功，鍋爐汽包水位低低報警，1#機組跳閘，6kVIA段自動快切裝置因備用段電壓異常，快切裝置閉鎖，沒能動作而失壓。由于備用段電壓波動快切閉鎖，手動強合6kVIA段610A開關，手動將6kVIA段倒換至備用段接帶，強合后6kVIA段母線電壓波動，A相為零，B相電壓在1kV波動，IB段母線電壓0.5kV波動，判斷為IB段故障引起備用段及IA段電壓波動，將6Kv IB段停電，備用段電壓恢復正常，6kVIA段B相電壓仍為零。由于兩臺給水泵欠壓保護動作不能啟動，1#爐干鍋。同時因6kVIB段電壓異常，主廠房公用變跳閘，公用段BZT動作成功，公用段切換至低備變接帶后電壓恢復正常，但因#2爐送風機變頻器電源接于公用段，BZT動作過程中瞬時失壓導致#2爐送風機變頻器跳閘，送風機轉為工頻運行，由于調整不及時，#2爐正壓很快達到1680Pa，爐膛壓力高高報警，#2鍋爐滅火，#2機組停運。由于之前拉停故障的6kVIB母線段后備用段電壓已恢復正常，#2機組停運后6kVIIA、6kVIIB段廠用電快切切換成功。隨后檢查6kVIB段故障原因時發現6kVIB段 PT保險A、C相保險熔斷，設有低電壓保護的設備報警為“PT斷線閉鎖”、“欠壓保護”動作，更換保險后用備用段對6KvIB段母線充電，A相電壓仍接近為零并波動，采用試拉法查找接地點，拉至磚廠變時6kV1B段電壓恢復正常，將磚廠變停運。倒換IA段母線所帶負荷，停運IA段母線，檢查IA段母線PT時發現PT B相保險燒壞，更換后IA段母線恢復正常。

3 故障原因

1）由于一些后添加的設備電纜無法進入電纜溝，采用埋地法但埋地又不深，且沒有穿電纜管，并且埋地電纜沒有作地面標示，土建施工時不清楚是否埋設有電纜，易發生電纜被損壞事故。本次事故為土建施工使磚廠變高壓側電纜破損后造成單相間歇性電弧放電接地，PT鐵心出現飽和或接近飽和阻抗變小，阻抗與容抗相等，產生并聯諧振，PT一次側電流增大，導致6kV IA、6kV IB段PT高壓保險熔斷，造成二次設備失壓，6kV設備欠壓保護取自各自母線段PT二次，“PT斷線閉鎖”動作后應閉鎖“欠壓保護”，但由于PT保險沒能徹底燒斷，瞬時又接通，導致2#給水泵等設備“PT斷線閉鎖”保護解除，使保護誤認為母線失壓而使“欠壓保護”動作跳閘，1#給水泵未聯啟成功，使鍋爐汽包不能補水，1#爐汽包水位低低保護動作停爐；

2）在這次事故中，暴露出在故障處理過程中，由于缺乏統一、協調的指揮，加之運行及檢修人員經驗不足，應對6KV系統接地后產生諧振的判斷不清楚，最終導致事故的發生；

3）由于小電流接地選相裝置、消諧裝置未動作，不能夠幫助快速查找接地點，使故障查找延誤時間；

4）由于公用段，BZT切換時間較長（2s），#2爐#2送風機變頻器瞬時失電，導致#2爐送風機轉工頻運行，使正壓增至保護動作值。

4 分析處理的順序方法

1）首先詢問機爐有無啟停設備，有無設備跳閘及其它異常情況，盡快停用有可疑現象的用電設備；

2）其次檢查小電流選相裝置有無選出故障設備，如無，可利用備用變分段接帶廠用6kV母線，通過電壓的變化判別是哪段母線故障，同時可判別出工作高壓廠變是否故障，以縮小查找范圍；

3）第三試拉停運行環境較為惡劣變壓器、電纜經過潮濕環境、裸露在外或跨墻穿過的設備；

4）第四試拉停外圍變壓器設備、備用設備、不影響機組的運行，可暫時停電的設備；

5）第五試拉需要倒換負荷才能停運的變壓器或可以進行切換的高壓電機，雖然切換負荷操作較為復雜，需時較多，但仍能維持機組運行的設備；

6）第六檢查PT本體及其一、二次保險，拉出時需退出低電壓保護，防止拉出瞬間PT斷線閉鎖保護解除；

7）第七可暫時停運影響機組負荷的設備，瞬停應急機組安全運行的設備；

8）如以上查找仍未找出故障點，應考慮母線段故障的可能性。

5 防范措施

將新增電纜穿過道路部分穿鍍鋅管，要不至于被車輛壓壞或路面損傷造成電纜損壞，直埋電纜部分埋設深度要大于0.7m，并做好標示。廠外用電客戶電源接線應與廠用電隔離開，以防外接電源的擾動影響機組的安全正常運行。加強對小電流接地選相裝置、消諧裝置定期試驗、效驗。對6kV母線及所接帶設備電纜、開關定期試驗、維護。加強統一協調、指揮并加強人員的技能培訓工作。手動將6kVIA段倒換至備用段，判斷清楚故障母線后，必要時退出#1給水泵低電壓保護，啟動給水泵，防止鍋爐干鍋。將#2爐送風機變頻器電源接至主廠房UPS電源柜，確保不失電而影響另一臺機組。