輸煤6 kV電源開關越級跳閘事件的分析

宋海波

(神華國能哈密煤電有限公司，新疆 哈密 839000)

1 事件經過

某電廠裝有2臺310 MW火力發電機組，輸煤系統6 kV供電回路為雙母線方式，兩段之間有聯絡開關，主接線如圖1所示。

2013-04-13T21:00，2號機主廠房6 kVⅡA段輸煤6 kVⅡ段電源開關62M1跳閘，造成輸煤6 kVⅡ段全部失電。

事故后，繼電保護值班人員檢查62M1開關綜合保護裝置記錄，為零序過流I段保護動作，動作值為1.87 A，時間0.4 s。逐個檢查輸煤6 kVⅡ段在此期間運行的各間隔綜合保護裝置，均無異常記錄。隨后繼續檢查輸煤400 VⅡ段上各開關故障期間的記錄，發現3號帶式輸送機4M207開關保護有多次B相過載報警記錄，B相電流值為2 694 A，開關未跳閘。

據此，繼保人員判斷：3號帶式輸送機啟動時重載，啟動瞬間或在運行過程中發生B相瞬間接地，但未達到該開關過流保護動作時間，越級導致輸煤6 kVⅡ段電源開關62M1跳閘。隨后開始恢復供電，運行人員將Ⅱ段進線開關62M1，62M2斷開，合上聯絡開關6ML1，向除3號帶式輸送機以外的斗輪機間隔恢復供電。輸煤6 kVⅡ段恢復供電后，未發生任何設備動作異常。

2013-04-14T10:00，1號機主廠房6 kVⅠA段輸煤6 kVⅠ段電源開關61M1跳閘，由于Ⅱ段經聯絡開關由61M1開關供電，此時輸煤6 kVⅠ，Ⅱ段全部失電，所帶高、低壓負荷全部停運，機組安全運行面臨很大風險。

圖1 6 kV輸煤系統主接線示意

2 處理過程

輸煤Ⅰ，Ⅱ段電源全停后，檢修人員進行現場檢查。從運行人員處得知，在輸煤進線開關跳閘前只起動了懸臂斗輪機，檢修人員首先測試斗輪機間隔高壓電纜絕緣，發現A相對地絕緣電阻為0；進一步檢查后確定故障點在斗輪機行走電纜段上，且該段電纜A相已熔斷。

對斗輪機6M212開關的保護裝置進行校驗后，發現保護裝置能正確動作并出口。隨即檢查斗輪機零序電流互感器二次回路，在端子排處拆開零序電流互感器次級繞組側二次線，檢查二次繞組直阻及絕緣均正常；檢查其接至保護裝置側二次回路直阻數值異常。進一步測量電流端子通斷時，發現L211端子兩端接觸電阻較大。拆下該端子連片，發現端子內已燒壞，如圖2所示。

圖2 燒壞的電流端子

3 原因分析

對斗輪機間隔的零序電流互感器進行變比、電阻、勵磁試驗，其試驗結果如表1所示。

表1 零序電流互感器測試數據

該零序電流互感器額定變比為50:1，測試變比為46.09:1，變比誤差小于10 %，在規定誤差范圍內。一般而言，110 kV及以下系統保護用電流互感器按穩態條件選擇，應選用P類互感器，對剩磁系數無要求(無需測定剩磁系數)。由表1試驗數據可知，該電流互感器正常且性能滿足要求。

隨后對3號帶式輸送機電機本體及電纜絕緣進行了檢查，結果均正常。該電機CT變比為700:1，額定電流為3.42 A，過載定值1.2倍額定電流為4.10 A，而2014-04-13的記錄過載報警電流為2 694/700≈3.84 A(約為1.12倍額定電流)。該型號電機保護器，當負載電流大于1.05倍額定電流值時，1 h內不動作則發出過載預報警信號。因此，3號帶式輸送機4M207開關保護B相過載預報警正確。

根據熱工DCS事故記錄，發現在2次跳閘事故發生的時刻，都只發出了斗輪機間隔合閘啟動指令。因此，可判斷2次跳閘事故的原因如下。

(1)斗輪機間隔因零序電流端子燒壞，造成零序電流互感器二次開路或接觸不良，斗輪機間隔綜合保護裝置檢測不到零序故障電流，零序保護未能動作，導致輸煤Ⅱ段進線62M1零序保護動作第1次越級跳閘。當天6 kVⅡ段恢復供電后，斗輪機高壓開關處于分閘狀態未再啟動，因此未發生任何設備動作異常。第2天，當斗輪機再次啟動時，輸煤Ⅰ段經聯絡開關6ML1帶Ⅱ段負荷，造成了輸煤Ⅰ段進線開關61M1零序保護動作越級跳閘。2次跳閘事故的原因相同。

(2)在第1次事故時，繼保人員未對3號帶式輸送機電機及電纜絕緣進一步檢查，錯誤判斷是由于3號帶式輸送機重載啟動越級造成輸煤6 kVⅡ段進線開關零序保護跳閘，給第2次跳閘事故的發生留下了安全隱患。

(3)運行人員斷開6 kVⅡ段62M1，62M2進線開關，投入聯絡開關6ML1的操作，造成第2次因相同原因跳閘，導致兩段負荷全停。

4 應對措施

(1)更換斗輪機行走電纜。

(2)更換燒壞的零序端子排，并加強對所有保護回路電流、電壓端子連片的檢查力度。

(3)按照“三不放過”的原則，對相關人員進行安全教育，促使他們增強工作責任心，提高素質和專業技能。

(4)在分析、處理越級跳閘事件過程中，錯誤認為零序電流互感器剩磁系數不滿足要求是造成越級跳閘的原因之一，從而實施了更換剩磁系數“合格”的零序電流互感器(定制)的錯誤措施。這是對電流互感器選擇導則不熟悉造成的失誤。因此，應加強檢修人員對電流互感器及相關電氣設備選擇原則的學習和應用，防止出現類似誤判事故。

1 DL/T866—2004電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則[S].

2 GB1208—2006電流互感器[S].