除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘原因分析及處理

唐群偉　周廣云　鄭東瑜　梅瑞瑞　孫磊

摘 要：本文結(jié)合電除塵的工作原理、保護(hù)配置，詳細(xì)分析#1電除塵故障導(dǎo)致#1除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘的原因，提出#1、#2電除塵控制回路改造的措施方案，根本性解決了#1除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘的故障，預(yù)防了#2電除塵越級(jí)保護(hù)跳閘事故。

關(guān)鍵詞：越級(jí)保護(hù)跳閘；電場(chǎng)；除塵脫硫；改造

1 前言

我公司采用浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司的FAA3×40M-2×64-120型雙室三電場(chǎng)混合寬間距靜電除塵器，按1臺(tái)/爐方式配備。自機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)發(fā)生了2次#1除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘，嚴(yán)重影響了除塵系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 #1除塵脫硫變主要參數(shù)

型號(hào)：SC9-1000/6.3，額定電壓：6.3±2×2.5%/0.4KV，額定電流：91.64A/1443.4A

U1：#1除塵脫硫變高壓側(cè)電壓

U2：#1除塵脫硫變低壓側(cè)電壓

n： #1除塵脫硫變變比

1.3 #1除塵脫硫變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)型號(hào)

常州森源VS1-12/1250A開(kāi)關(guān)，綜保裝置：南自NEP-983，保護(hù)CT變比：300/5。

1.4 #1除塵脫硫變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)型號(hào)

上海電器股份人民電器廠RMW1H-3200/3，額定電流2500A。

1.5 #1電除塵電場(chǎng)工作電源開(kāi)關(guān)型號(hào)

上海上海電器股份人民電器廠RMM1-630H型，額定電流400A。

1.6 #1電除塵電場(chǎng)高壓控制柜工作電源開(kāi)關(guān)型號(hào)

正泰DZ948G-400/3314（TG-400B），額定電流300A。

1.7 #1電除塵電場(chǎng)整流變

ZZDJ800mA/72KV-HW，一次側(cè)額定電壓：380V，一次側(cè)額定電流 =216A。

1.8 #1電除塵電場(chǎng)整流變高壓控制裝置

大連電子研究所GGAJ02—DDL06型電除塵用微機(jī)控制高壓整流設(shè)備。

2 #1除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘的事故記錄

我公司自機(jī)組全部投運(yùn)以來(lái)共發(fā)生了2次電除塵故障導(dǎo)致#1除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘事故，而且2次都發(fā)生在機(jī)組檢修后剛投運(yùn)的一段時(shí)間內(nèi)，其故障現(xiàn)象都是#1除塵脫硫變過(guò)流保護(hù)動(dòng)作。最近一次越級(jí)保護(hù)跳閘是在#1爐啟動(dòng)過(guò)程中，全部電場(chǎng)投運(yùn)后，約一分鐘后#1除塵脫硫變過(guò)流保護(hù)跳閘。動(dòng)作記錄如表1所示：

經(jīng)電氣檢查為#1電除塵右一電場(chǎng)可控硅擊穿，后更換可控硅后右一電場(chǎng)運(yùn)行正常。確定了越級(jí)保護(hù)跳閘的首發(fā)原因?yàn)殡妶?chǎng)故障。

3 #1除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘原因分析：

我公司電除塵電場(chǎng)工作在火花跟蹤方式下時(shí)一次電流大約18～23A左右，為了正確分析#1電除塵右一電場(chǎng)故障導(dǎo)致#1除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘的原因，先了解電除塵的工作原理。

3.1 電除塵工作原理

電除塵工作時(shí)，380V電源送至整流變一次繞組，整流變二次繞組經(jīng)整流后正極與電場(chǎng)陽(yáng)極（集塵極）極板連接且接地，負(fù)極經(jīng)阻尼電阻和電場(chǎng)內(nèi)的陰極（芒刺）連接。通電時(shí)陽(yáng)極和陰極之間能形成一個(gè)強(qiáng)大的靜電場(chǎng)，可以吸附煙氣中的粉塵顆粒、凈化煙氣，達(dá)到除塵作用。除塵器二次電壓的控制是通過(guò)改變整流變一次部分可控硅的導(dǎo)通角大小。將一次繞組輸入的交流電源升壓后整流成直流電輸入到電場(chǎng)內(nèi)部。除塵器的二次電壓U2越高，陰極和陽(yáng)極的距離越小，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，除塵器工作電流越大。

3.2 #1除塵脫硫變過(guò)流保護(hù)定值分析

3.2.1、#1除塵脫硫變保護(hù)裝置的過(guò)流保護(hù)Ⅰ段定值設(shè)定原則：

（1）按躲過(guò)變壓器可能最大負(fù)荷電流。

（2）躲過(guò)正常待一段負(fù)荷其中最大電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)電流。

二者取較大值。

3.2.2、定時(shí)限過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間設(shè)定原則：

與400V低壓側(cè)饋線保護(hù)最長(zhǎng)時(shí)間配合。

3.2.4、保護(hù)定值如表2所示：

3.2.5、將#1電除塵高壓側(cè)電流Ⅰ段動(dòng)作電流折算到低壓側(cè)：

I2：#1電除塵高壓側(cè)過(guò)流Ⅰ段定值折算到低壓側(cè)（一次值）。

I1：#1電除塵高壓側(cè)過(guò)流Ⅰ段定值（一次值）。

3.2.6、校驗(yàn)#1除塵脫硫變保護(hù)裝置的保護(hù)定值和動(dòng)作時(shí)間都在±3%誤差范圍內(nèi)。

3.3、#1電除塵右一電場(chǎng)可控硅擊穿前后電氣分析

3.3.1、#1電除塵右一電場(chǎng)可控硅擊穿前電氣工況

當(dāng)#1電除塵右一電場(chǎng)可控硅擊穿時(shí)回路電流為6.4倍的整流變額定電流。

3.3.3、#1電除塵右一電場(chǎng)供電回路各保護(hù)配置情況分析

3.3.3.1、 #1電除塵電場(chǎng)高壓控制柜開(kāi)關(guān)：正泰DZ948G-400/3314（TG-400B），額定電流300A，其動(dòng)作曲線如圖2所示：

當(dāng)Ihl為1378.5A時(shí)該開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)限為20mS～40s，離散性比較大，不能起到靈敏保護(hù)。

3.3.3.2、 #1電除塵電場(chǎng)工作電源開(kāi)關(guān)：上海上海電器股份人民電器廠RMM1-630H型，額定電流400A，其動(dòng)作特性曲線如圖3所示：

當(dāng)Ihl為1378.5A時(shí)時(shí)該開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)限為20s～70s，離散性比較大，不能起到靈敏保護(hù)。

3.3.3.3、 #1除塵脫硫變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)：上海電器股份人民電器廠RMW1H-3200/3，該開(kāi)關(guān)的智能脫扣器沒(méi)有設(shè)計(jì)安裝，更不能起到保護(hù)作用。

3.3.3.4、#1電除塵電場(chǎng)高壓控制柜內(nèi)的過(guò)流單元保護(hù)示意如圖4所示：

3.3.3.5、電除塵整流變主回路電流經(jīng)電流互感器采樣至過(guò)電流檢測(cè)單元如圖5所示，該單元為反時(shí)限動(dòng)作特性，通過(guò)調(diào)節(jié)RP電位器將電流額定值設(shè)置為為216A，過(guò)流整定值設(shè)置為308A（廠家出廠時(shí)已設(shè)置好）。當(dāng)過(guò)電流檢測(cè)單元檢測(cè)到主回路電流大于308A時(shí)驅(qū)動(dòng)高壓柜內(nèi)開(kāi)關(guān)的分勵(lì)脫扣線圈動(dòng)作。用繼保儀模擬主回路1378.5A電流對(duì)過(guò)電流檢測(cè)單元電路進(jìn)行5次動(dòng)作時(shí)限測(cè)試，分別是0.782S，0.487S，0.398S，0.852S，0.556s，其中有兩次動(dòng)作電流大于0.6S，動(dòng)作時(shí)間離散值也比較大。

3.4 分析總結(jié)

由于電除塵整流變控制回路可控硅故障導(dǎo)致回路電流激增，各級(jí)開(kāi)關(guān)、保護(hù)電路定值的不匹配，特性的不靈敏是導(dǎo)致 #1除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘的原因。

4 改造方案

提高電除塵各個(gè)電場(chǎng)末級(jí)保護(hù)的可靠性和靈敏性，同時(shí)減少資金投入和減少工作量是本次改造的主導(dǎo)思想。

4.1在所有電除塵整流變高壓控制柜增加保護(hù)電流互感器TA2和過(guò)流繼電器LJ，如圖6所示。

將LJ的常開(kāi)觸點(diǎn)一端接地，另一端與圖5中過(guò)流檢測(cè)單元的105端子并接，如圖6所示。當(dāng)新增保護(hù)電流互感器TA2檢查到電流值大于新增電流繼電器LJ的設(shè)定電流值時(shí)，LJ的常開(kāi)輔助接點(diǎn)立即閉合使過(guò)流檢測(cè)單元中的KD2中間繼電器動(dòng)作，KD2中間繼電器有多付觸點(diǎn)，其中：

①“KD2-01”吸合，使整流高壓控制柜電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)內(nèi)的分勵(lì)脫扣線圈得電動(dòng)作，使整流高壓控制柜電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘斷電；

②“KD2-02”觸點(diǎn)吸合，使觸發(fā)板電源接地，無(wú)觸發(fā)輸出關(guān)閉可控硅；

③“KD2-03”觸點(diǎn)吸合，過(guò)流信號(hào)輸入到主控板，液晶顯示屏同時(shí)顯示“過(guò)流報(bào)警”主控板再輸出聲、光報(bào)警；

④“KD2-04” 觸點(diǎn)吸合，使蜂鳴器得電，設(shè)備聲光報(bào)警；

4.2 元器件選型

4.2.1、電流互感器TA2的選型如表3：

4.2.2、過(guò)流繼電器LJ的選型如表4：

4.2.3、過(guò)流繼電器LJ定值設(shè)定如表5所示：

4.2.4、改造后的接線如圖7所示：

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)改造，雖后期也發(fā)生過(guò)電除塵短路和可控硅擊穿等故障，有1次是過(guò)流檢測(cè)單元保護(hù)動(dòng)作，有2次是LJ電流繼電器保護(hù)動(dòng)作，再?zèng)]有發(fā)生過(guò)電場(chǎng)故障導(dǎo)致除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘事故。

除塵脫硫變?cè)郊?jí)保護(hù)跳閘的直接原因是電除塵各級(jí)保護(hù)裝置在設(shè)計(jì)安裝時(shí)沒(méi)有按照要求進(jìn)行選型，調(diào)試中發(fā)生故障又沒(méi)有認(rèn)真分析及時(shí)解決，導(dǎo)致除塵脫硫變的越級(jí)保護(hù)跳閘。因此，要求我們?cè)谛略O(shè)備投運(yùn)時(shí)，必須認(rèn)真驗(yàn)收，發(fā)生故障認(rèn)真及時(shí)解決，做到圖紙正確，使新設(shè)備處于健康狀態(tài)下運(yùn)行。此外，也告訴我們只有大力認(rèn)真做好每一項(xiàng)工作，才能避免類(lèi)似事故再次發(fā)生。