矸石發電廠廠用系統故障造成越級跳閘分析

李 奇

(黑龍江省龍煤集團雙鴨山分公司，雙鴨山 155100)

1 廠用系統

1.1 廠用系統的構成

黑龍江省雙鴨山礦業集團矸石發電廠廠用系統，由6.3kV高壓廠用電系統及380/220V低壓廠用電系統構成。380/220V低壓廠用電系統中性點為直接接地，采用動力中心(PC)和電動機控制中心(MCC)兩級供電的運行方式，其接線如圖1所示。

1.2 保護配置

廠用電系統中，6kV系統一般采用中性點不接地的方式，380V系統均采用中性點直接接地的方式。

在6kV中性點不接地系統中發生單相接地故障時，并不破壞廠用電系統線電壓的對稱性，流過故障點的接地電流主要是電容電流。接地電流素質一般很小，接地電弧能自動消除。所以，系統仍能照常運行，一般允許繼續運行1～2h。

在380V中性點直接接地系統中發生單相接地短路時，短路的電流數值很大，將危及電氣設備的安全，要求保護裝置必須立即動作于跳閘。

1.2.1 6kV 低廠變保護配置

6kV低廠變保護配有過流保護、綜合保護、零序保護。

過流保護動作電流，躲過變壓器需要自起動的電動機最大起動電流之和，動作時間:與低壓熔斷器保護配合:t=0.7 s。

綜合保護的電流起動值，按變壓器額定電流乘以可靠系數整定。動作時間:與變壓器的過負荷曲線配合，動作時間:與變壓器的過負荷曲線配合取5Iqd(Iqd電流起動值)時，t=8s。

零序反時限保護動作電流按躲過正常運行時變壓器中性線上流過的最大不平衡電流，此電流一般不超過低壓繞組額定電流的25%整定。

接地保護動作電流:按躲過本線路的零序電流整定.可靠系數大小與保護的動作時間有關，如保護為瞬時動作的零序電流保護，則為防止接地電容電流暫態分量的影響，一般取為4～5;如果保護為延時動作的零序電流保護，可取為1.5～2。動作時間:t=0.2s

1.2.2 380V 保護配置

380V PC電源進線配有反時限過電流保護，按躲過PC段需要自起動電動機的起動電流之和整定，在10IdZj(IdZj動作電流)時間為 0.5s。

380V MCC電源進線接地保護，按躲過MCC段全部電動機起動或自起動時的不平衡電流整定，在10IdZj(IdZj動作電流)時間為 0.5s。

圖1

380V保護電動機接地保護，按躲過電動機起動或自起動時的不平衡電流整定，根據運行經驗，一次動作電流的數值為額定電流的10～20%，這里取20%Ie。

1.3 ME開關的性能

(1)雙鴨山礦業集團矸石發電廠380V電壓等級的開關采用長征電氣九廠生產的ME系列萬能式短路器，型號為ME－630型帶過電流脫扣器，自動空氣開關脫扣器長延時電流整定范圍200～400A，動作特性為反時限動作，見表1。瞬動、短延時電流整定范圍2～4kA。

表1

(2)雙鴨山礦業集團矸石發電廠380/220V工作段(以1APC為例)ME開關整定值，見表2。

2 380/220V MCC負荷接地短路造成6kV側開關跳閘的原因分析

由于380/220V MCC下的負荷只有熱繼電器保護，當380/220V MCC段以下負荷接地時由于通過熱繼電器的電流不算很大，此負荷熱繼電器不能動作，并且PC段及MCC段零序電流也不是很大，沒有達到保護額定電流的20%，各零序電流繼電器也不足以動作，并且從表1中ME開關的性能分析上看也不能短時切除此過故障。此時負荷是單相接地存在負序電流，足以使6kV側廠用變壓器微機綜合保護中的負序電流動作，造成66kV側開關越級跳閘。

3 解決方案

(1)雙鴨山礦業集團矸石電廠在380V系統中，采用中性點直接接地的方式，可靠性不高。由于單相接地故障占各類故障的90%以上，雙鴨山礦業集團矸石電廠的照明和檢修是采用獨立電源，因此經過經濟技術條件的比較，確定在380V系統中是否應采取380V系統中性點不接地的方式，以增加廠用電系統的可靠性;

(2)當采取380V系統中性點不接地的方式，此時發生單相接地故障時，流入故障點的為電容電流，故障電流很小。可以取消部分廠用變壓器綜合保護的負序電流保護跳閘邏輯，即將負序電流保護由跳閘改為投信號;

(3)加強對380/220V MCC負荷熱繼電器保護定值的調整，保證定值的準確性，減小應由熱繼電器動作跳閘卻拒動時，造成越級跳閘的事故;

(4)對380/220V MCC負荷，采取加裝相應的斷相保護，以保證負荷在單相接地時的正確跳閘，避免出現越級跳閘事故的發生。

表2

通過采取以上措施，可以避免380/220V MCC負荷單相接地故障時，造成6kV工作變高壓側開關越級跳閘事故的發生，確保廠用電系統的安全穩定運行，增強可靠性。