SVC非典型跳閘事故處理一例

王 榮，徐 勇，黃鵠逸，劉來巧，唐 斌，李 飆

（重慶鋼鐵股份有限公司中厚板廠，重慶 401258）

0 概述

中厚板廠厚板生產線是國內首條自主集成的4100 mm雙機架可逆軋制寬厚板生產線，粗軋機、精軋機均為上下電機單獨傳動，粗軋機電機功率為2伊6000 kW每臺電機功率為6000 kW，精軋機電機功率2伊8000 kW，粗軋機整流變壓器、粗軋機勵磁變壓器、粗軋機同步變壓器、精軋機整流變壓器、精軋機勵磁變壓器、精軋機同步變壓器均位于35kV I段母線，該母線上配有1套65 MVar SVC（Static Var Com原pensator，靜止無功補償裝置），由TCR（Thyristor Controlled Reactor，晶閘管控制電抗器）、H3次、H5次、H7次、H11次組成，TCR支路和H3次濾波支路共用1臺斷路器供電（斷路器編號311），H5和H7濾波支路共用1臺斷路器供電（斷路器編號312），H11次濾波支路單獨用1臺斷路器供電（斷路器編號313）。除這些設備外，35 kV I段母線上還掛有變電站1#

所用變壓器，該變壓器負責變電站操作、控制電源以及站所照明、排污、通風設備供電。如圖1所示。

SVC系統3臺35kV高壓斷路器之間通過斷路器輔助觸點聯鎖，合閘從311～313按順序合閘，分閘從313～311按順序分閘，若311先于312，313分閘，則311～313均分閘，若312先于311，313分閘，則311不跳閘，312，313均分閘。SVC高壓開斷路器微機綜合保護配置情況為TCR設置電流速斷保護和過電流保護，FC（Filter Capacitor，濾波電容器）濾波支路設置有電流速斷保護、過電流保護、低電壓保護、過電壓保護和平衡電流保護。另外SVC控制系統綜合故障信號作為微機綜合保護的開關量輸入可以作用于斷路器跳閘。SVC聯鎖關系示意圖如圖2所示。

圖1 35 kV供電單線圖

圖2 SVC聯鎖關系示意圖

本SVC系統采用風冷控制，TCR閥組每相晶閘管分為6組、每組5對、且冗余1對，即每相配置62只晶閘管，當回路中有1個晶閘管擊穿時，系統仍可以正常工作。

1 故障現象

2017年3月13日，中厚板廠厚板生產線SVC多次報CA相第22個晶閘管擊穿、BC相第3個晶閘管擊穿、丟脈沖、CA+丟脈沖，SVC跳閘。

檢查處理過程中，報CA相第16個晶閘管擊穿，SVC跳閘；報BC相第3個晶閘管擊穿、CA相第22個晶閘管擊穿、丟脈沖、CA+丟脈沖，SVC跳閘；報CA相第22個晶閘管擊穿，SVC跳閘；報BC相第3個晶閘管擊穿、丟脈沖、CA+丟脈沖，SVC跳閘；報BC相第24個晶閘管擊穿，SVC跳閘；報AB+丟脈沖，SVC跳閘；BC相第19個晶閘管擊穿，SVC跳閘；AB相第13個晶閘管擊穿，SVC跳閘；報CA相第16個晶閘管擊穿、BC相第6個晶閘管擊穿，SVC跳閘；所報故障沒有特定規律。高壓柜微機綜合保護單元未報故障，只顯示斷路器分閘。每次跳閘后SVC后臺機柜能正常發脈沖，且具備合高壓條件，并能正常合高壓運行一段時間，因多次跳閘造成軋機多次雙機架單負荷軋鋼。

2 故障處理及分析

跳閘時，311～313均跳閘，且均無保護動作信號，僅有斷路器分閘記錄，排除高壓開關柜本身故障和SVC一次系統短路、接地、電容不平衡等故障，直接將故障查找集中在SVC控制系統本身。根據SVC控制系統后臺所報故障提示，檢查CA相第22個和BC相第3個晶閘管光纖未松動，用萬用表測量晶閘管未擊穿，再加上SVC每一相晶閘管設計本身有冗余，就算是1個擊穿，不會造成SVC跳閘，所以忽略晶閘管本身擊穿，將檢查重點放在CA+丟脈沖上面。

打開SVC控制柜，觀察脈沖觸發光電轉換板、脈沖形成模塊、擊穿檢測轉接板等指示燈均正常。交換BC，CA脈沖觸發光電轉換板，故障未發生變化，排除脈沖觸發光電轉換板故障。交換BC，CA脈沖形成器，故障開始發生變化，但是不是在BC與CA之間變換，而是變為AB相第13個晶閘管擊穿，且交換后正常運行的時間更長。根據原理圖，將故障排查的重點放在脈沖形成相關部分。

給脈沖形成模塊供電的是1個P03（AC 220 V/500 V的開關電源）。幾年前，因該電源燒壞，更換備件，并將此電源該型為DC 220 V/500 V，用萬用表測量該電源輸入輸出電壓，均正常，柜內其他開關電源的輸入輸出同步測量檢查電壓也正常。相當于SVC系統控制電源故障“排除”。于是轉為外部電源排查，當時的運行方式是運行于35 kV I段的1#所用變壓器提供寬厚板變電所的控制電源，與SVC及軋機沖擊負荷處于同一段，且觀察變電所照明發現，熒光燈在軋鋼時有輕微閃爍現象，于是分析認為是軋鋼時的沖擊負荷導致母線電壓波動，從而導致所用變壓器電壓和SVC控制電源電壓波動，造成SVC控制系統瞬間電壓降導致跳閘，于是將所用變壓器切換到35 kV II段母線上的2#所用變壓器，這段母線上為除軋機沖擊負荷外的其他負荷，電源質量相對來說更好。

切換后，SVC投運正常，觀察2 h無異常后初步認為“故障排除”，但是運行至半夜SVC再次跳閘。雖然之前檢測SVC控制柜內電源電壓正常，但根據原理圖分析，依然懷疑有電壓瞬降，但人眼監控很難發現是哪里的瞬降。于是用指針式萬用表一直檢測P03電源模塊輸出電壓，然后用微型視頻錄像機對準萬用表表盤和控制柜內板卡指示燈，等待下一次跳閘，跳閘后通過手機wifi查閱視頻錄像（圖3），發現在跳閘的瞬間，萬用表指針出現瞬降降低，降低到200 V左右保持幾秒隨后進一步降低到接近0 V，然后電壓再次恢復到500 V正常電壓。因此斷定為脈沖形成模塊供電的P03電源模塊故障，更換后故障徹底消除。

3 總結

當SVC跳閘，高壓柜微機綜合保護單元無保護動作時，只需要在SVC控制系統查找故障，當出現丟脈沖和報晶閘管擊穿故障，可以嘗試在未合高壓的情況下發脈沖，如果能正常發脈沖，且無報警，可以基本排除控制元件、晶閘管故障，應將排查重點集中在SVC控制柜和功率柜。SVC三相的控制元件一致，如果故障出現在某一相，可以通過交換元件的方式來判定故障出在哪一項，如果故障沒有轉移，無規律，需要從電源方面進行檢查。對于開關電源的瞬間波動，光靠人工眼力觀察和萬用表檢測很難發現，借助視頻錄像設備可以降低人工勞動強度，準確捕捉瞬間的設備變化，對查找故障是非常有利的。

圖3SVC現場視頻