某電廠循泵電機故障引起其他輔機跳閘原因分析及建議

趙新定

摘要：針對循泵跳閘后，根據保護動作報文和故障錄波信息，對短路電流進行計算和分析，從而計算出故障時母線電壓的最低值，并進一步詳細分析出其他輔機設備低壓跳閘的機理和原因，同時，針對故障原因制定有效的措施和建議方案。

關鍵字：故障;故障電流;低電壓;跳閘;

1.概述

某電廠于2018年8月15日19：17啟動#4機4B循泵時差動保護動作，其故障原因為循泵電動機內部高低速切換用連接片燒斷而導致三相短路，引起4E磨煤機、4F磨煤機、4B空預器主電機、4B火檢風機、4A送風機B油泵、4B小機B油泵、4B密封油泵、#2EH油循環泵、4B一次風機冷油泵及A油泵、4B送風機A油泵、4B送風機#2液壓油泵、#4爐撈渣機、#7空壓機、#8空壓機、#10空壓機等設備跳閘。通過現場進行分析，并結合仿真計算結果綜合分析：其他輔機跳閘的原因為故障時造成的低電壓，而廠內部分輔機不具備低電壓穿越能力而導致。分析過程如下：

2.故障短路電流水平及6kV母線電壓下降程度

（1）根據4B循泵保護動作報文：

對應一次故障電流為8898A～10044A，應當注意的是該報文所記錄的電流值為保護裝置動作時電流值，并不能真實表征故障電流水平。

（2）查發變組故障錄波，由于現場高廠變低壓側分電流、6kV母線電壓未接入故障錄波器，僅能對高廠變高壓側電流及B分支零序電流進行分析：#4高廠變B分支零序電流首先發生突變，3～5ms后高壓側三相電流由負荷電流993A突變至故障電流6600A左右，折算至6kV側故障電流約為22.9kA.故障時間約69ms。

（3）利用仿真計算程序，根據高廠變參數及實際負荷情況設定初始條件：

模擬三相接地故障，過渡電阻設為0.11Ω，故障持續時間為70ms，其高壓側及低壓側短路電流及6kV母線電壓曲線分另如圖2，圖3所示，由計算結果可知高壓側計算故障電流與實際故障電流基本一致，6kV 4B段母線電壓最低下降至62.2%即3.92kV。

3.廠用輔機設備低電壓跳閘機理分析

（1）交流接觸器或中間繼電器低電壓釋放

目前廠內低壓電動機啟停采用交流接觸器控制，利用電磁線圈串入常開輔助接點的方式實現接觸器的自保持功能，其控制回路與主回路采用同一交流電源供電。按照國家標準規定，交流接觸器操作機構應在85%額定電壓下可靠吸合，一般制造廠為了保證接觸器在低電壓下可靠工作，將電磁機構的最低吸合電壓設計在70%～75%額定電壓，當電源電壓下降到最低吸合電壓時，將導致接觸器斷開，從而引起電動機供電中斷跳閘。

對于存在交流中間繼電器的控制回路，當交流電壓低于繼電器的返回電壓時，也會引起主回路接觸器釋放而導致電動機跳閘。

（2）PLC低電壓重啟

由PLC完成程控的設備，其PLC電源一般為24V供電，其控制柜內一般設有輔助電源模塊，交流輸入電源范圍為180V～254V（82%～115%額定電壓），當交流輸入電壓偏離輸入范圍時，將影響電源模塊的24V供電輸出，從而影響PLC正常工作，當直流電壓低于15V時將引發PLC死機或重啟，觸發PLC故障而引起設備跳閘。

4.廠內其他輔機跳閘原因

本次所跳閘設備所在400V低壓母線段均由6kV 4B段供電，經上述分析計算，此次故障時6kV 4B段電壓下降到3.92kV（62.2%），故障持續時間69ms，由于低電壓的持續存在，同時廠內部分輔機不具備低電壓穿越能力而導致其輔機跳閘。

（1）4E、4F磨煤機跳閘的原因為4E、4F磨煤機油站中交流繼電器低電壓釋放，造成油站跳閘而觸發磨煤機首出跳閘。

（2）空壓機跳閘的原因為其控制回路采用交流供電，低電壓引起控制電源失電。

（3）其它400V電動機跳閘原因為交流接觸器因低電壓釋放而導致電動機停運。

5.采取措施及建議

應以提升廠用輔機低電壓穿越能力為目的，對交流控制回路繼電器、主回路的接觸器等薄弱環節進行排查：

（1）優先選用釋放電壓較低的元件。

（2）根據輔機工作特點可采用延時繼電器，使電動機在低電壓穿越后完成再啟動。

（3）采用接觸器加裝儲能延時元件，為接觸器線圈在低電壓期間繼續提供能量，保證主觸頭的吸合，接觸器的工作狀態不發生改變。

（3）加裝與接觸器配合使用的延時鎖扣頭裝置，在接觸器吸合后線圈轉入省電模式，靠鎖扣頭鎖扣作用保持主觸頭的接通。在低電壓期間由于鎖扣頭的作用，接觸器觸頭不斷開。

（4）輔機設備的PLC電源供電應采用UPS或直流可靠電源供電;對于重要輔機的變頻器，必要時應加裝低電壓穿越裝置。

（5）重要設備控制箱內可采用雙電源供電或將控制電源改造為直流電源供電。

參考文獻：

1、湯涌，田芳.電力系統短路電流計算.中國電力出版社. 2015年09月.

2、何瑞文.電力系統繼電保護 第2版.機械工業出版社.2017年04月.