某廠無擾動快切裝置動作失敗的原因分析

李志強 楊育峰 同戰峰

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某廠無擾動快切裝置動作失敗的原因分析

李志強 楊育峰 同戰峰

（陜西有色天宏瑞科硅材料有限責任公司，陜西 佳縣 719208）

化工企業對供電的可靠性要求很高，一般要求兩路獨立電源供電，當一路電源故障，快速切換至另一路電源對全廠供電。某化工廠10kV母線采用單母分段形式，母聯開關處加裝無擾動快切裝置，以保證電源的連續供應。本文分析了該廠一次無擾動快切裝置動作失敗的原因，針對該廠的實際情況，提出了相應的整改措施，以保證無擾動快切可靠動作。

無擾動快切裝置；動作失敗；原因分析；解決措施

化工企業鑒于其工藝流程的復雜性、特殊性，對供電可靠性、連續性及質量都要求很高，非正常的停電、恍電造成設備的停用或損壞，工藝流程突然中斷會造成重大安全事故。大型化工企業都要求有兩路獨立電源，任何一路故障，另一路可對全廠正常供電。常規備自設備的切換時間在2s左右，這會導致失電段母線所帶負荷均失電，備自投切換完成后，需人工對失電負荷進行恢復，此種切換已不能滿足化工企業用電可靠性的要求。

無擾動穩定控制裝置是在一回供電線路斷電的情況下，根據系統的狀態以最快的速度把負荷切換到另一條線路上，切換總時間包括邏輯判斷時間、進線斷路器分閘時間、母聯斷路器合閘時間，一般不超過200ms，可以避免在電源切換時造成運行中斷或設備沖擊損壞，簡化切換操作并減少誤操作，以保證負荷不斷電連續運行。

某化工廠由兩路110kV線路供電，經2臺110/10kV變壓器給全廠供電，110kV母線采用雙母單分段形式，10kV母線采用單母分段形式，母聯處均裝有TPM300-2微機無擾動快切裝置。本文介紹了該廠1號110kV變壓器油位超低跳閘，10kV母聯處無擾動快切裝置閉鎖，導致母聯開關沒有合閘，造成10kV Ⅰ段母線失壓的事故經過。分析了無擾動快切裝置閉鎖的原因，針對該廠的實際情況，提出了整改的措施。

1 事件經過

2018年1月8日8點03分，該廠電氣監控系統報警，顯示1號110kV變壓器油位低跳閘，無擾動快切沒有動作，10kV Ⅰ段母線整體失壓。

經電氣值班人員現場查看，發現1號110kV變壓器游油枕油位計顯示3%，無擾動快切裝置顯示裝置位置閉鎖，1號進線保護裝置故障燈亮，且兩個裝置的故障均無法復位。值班人員立即對母聯開關進行了手動合閘，恢復10kV Ⅰ段母線供電。

此次事故造成該廠10kV Ⅰ段母線失壓20min，導致該母線段所帶負荷全部失電，造成部分工藝流程中斷，給該廠造成了很大的經濟損失。

2 原因分析

2.1 無擾動快切裝置設計理念

無擾動快切裝置既采集了進線電壓信號，又采集了母線電壓信號，正常情況下，任何一段母線失壓，快切裝置檢測到失壓信號后，對母聯開關發出合閘信號（如圖1所示）。

圖1 無擾動快切裝置系統圖

如果一臺變壓器內部故障跳閘導致一段母線失壓，無擾動快切裝置就會給母聯開關發合閘信號，而不會影響下游負荷用電。但是如果一段母線故障導致該段進線開關保護動作跳閘，進線開關保護裝置就會給無擾動快切發裝置閉鎖信號，使無擾動快切裝置發不出任何信號。

2.2 無擾動快切裝置閉鎖原因分析

事故發生后，為了排除裝置本身的故障，將1號進線保護閉鎖信號線摘除（如圖2所示），對裝置進行復位，位置閉鎖故障消除；保護閉鎖信號線恢復后，位置閉鎖故障無法復位，初步判斷為1號進線繼電保護裝置給無擾動快切裝置發出的位置閉鎖信號。

圖2 無擾動快切裝置部分端子圖

將1號110kV變壓器油位低跳閘信號線拆除后，無擾動快切裝置與進線柜繼電保護裝置故障均可以復位。經查該廠進線柜繼電保護裝置選擇了國電南京自動化有限公司的PST 645U變壓器保護測控裝置，變壓器的非電量保護利用了此裝置中固有的4個非電量跳閘輸入點，該保護裝置無法區分變壓器非電量動作信號與過流、速斷等動作信號，而無擾動快切裝置的閉鎖信號來自進線柜繼電保護裝置保護動作輸出節點。

經過以上分析，可以得出這是一起由于1號110kV變壓器油位低跳閘導致進線柜繼電保護裝置動作，繼而造成無擾動快切裝置閉鎖，最終導致切換失敗的事故，這有悖于設計理念。

3 結論

化工企業一般情況下均為連續性生產企業，工藝流程一旦被迫打斷，將給企業造成很大的經濟損失，甚至造成人員傷亡。因此在單母分段制供電情況下，加裝無擾動快切裝置是十分必要的。

本文詳細分析了一起無擾動快切裝置動作失敗的原因，可知這是一起由于設計缺陷造成的嚴重事故。且無擾動切換試驗未模擬真實情況進線切換試驗，只是對110kV電源進行了正常的拉開，無擾動快切切換成功，未進行變壓器非電量動作是否可以切換，也未給進線保護裝置加電流模擬故障切換。

該廠立即通過以下技改方案來避免此類事故的再此發生：①油位超低信號由原來的跳閘改為報警；②為每臺110kV變壓器加裝非電量操控箱，將變壓器非電量動作信號與進線柜繼電保護動作信號分開。

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The cause analysis of failure on non-disturbing stability control device in a factory

Li Zhiqiang Yang Yufeng Tong Zhanfeng

(Shaanxi Non-Ferrous Tian Hong REC Silicon Materials Co., Ltd, Jiaxian, Shaanxi 719208)

The chemical industry has a high reliability requirement for power supply, and generally requires two independent power supply. When one power supply fails, the power supply to the whole plant can be quickly switched to another power supply. The 10kV busbar of a chemical plant is in the form of single mother, and there is a non-disturbing stability control device in the mother joint switch to ensure the continuous supply of power supply. In this paper is analyzed that the reason of the failure on Non-Disturbing stability control device in a factory, and put forward to some measures, ensure the Non-Disturbing stability control device is reliable operation.

non-disturbing stability control device; failed; reason analysis; solution

2018-02-11

李志強（1984-），男，陜西佳縣人，碩士，工程師，主要從事企業供配電系統檢修管理工作。