一起兩段式重漏電保護(hù)越級(jí)動(dòng)作跳閘事件研究

孫帥 施昶

【摘 要】本文介紹了一起核電廠供電系統(tǒng)中大電流接地故障造成漏電保護(hù)越級(jí)動(dòng)作，擴(kuò)大供電系統(tǒng)失電范圍的事件。簡(jiǎn)介核電廠供電系統(tǒng)中常用的兩段式漏電保護(hù)器，分析本次越級(jí)跳閘的根本原因，排查同類同型設(shè)備，進(jìn)行定值核算與設(shè)置，提出防越級(jí)保護(hù)跳閘的處理方案，避免再次發(fā)生此類擴(kuò)大停電事故范圍的事件發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】剩余電流保護(hù)器;電流互感器;絕緣故障;接地保護(hù)

引言

供電系統(tǒng)在核電廠中占有重要地位，核電廠電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)是供電負(fù)荷多，下游供電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境差異較大。在單點(diǎn)事故發(fā)生時(shí)，需要通過(guò)供電系統(tǒng)各級(jí)保護(hù)來(lái)切除事故電源，如果多級(jí)開(kāi)關(guān)跳閘的次序不能按照整定值和延時(shí)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，會(huì)造成供電系統(tǒng)停電面積擴(kuò)大，導(dǎo)致更多負(fù)荷失電，產(chǎn)生安全和生產(chǎn)隱患。若引發(fā)重要負(fù)荷失電，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的停機(jī)停堆事故，本文從一起越級(jí)跳閘事件入手，介紹問(wèn)題的查找方式及處理思路。

1漏電保護(hù)器概述

1.1進(jìn)線開(kāi)關(guān)兩段式漏電保護(hù)器

本文介紹的兩段式漏電保護(hù)器，即下文越級(jí)誤動(dòng)作繼電器，型號(hào)為日本光商工株式會(huì)社 LEG-193LS-DC重漏電型繼電器，靈敏度電流給定值：1.0-2.0-4.5-10-20A，停滯電流：0.5-1.0-2.25-105-10A;額定工作給定值：0.3-0.5-1.0-1.5-2.0S;慣性停滯時(shí)間：0.1-0.3-0.5-0.7-1.0S，電流公差容許：51-100%，該型號(hào)漏電保護(hù)器保護(hù)監(jiān)測(cè)功能全面、保護(hù)及測(cè)量精度高，通常用于核電站，此前兩段式漏保繼電器一直由國(guó)外公司壟斷，價(jià)格昂貴，供貨周期長(zhǎng)，近年來(lái)才被國(guó)產(chǎn)化技術(shù)攻克。

1.2饋電開(kāi)關(guān)漏電保護(hù)器

本文介紹的次一級(jí)漏電保護(hù)器，型號(hào)為RESYS M40安裝于負(fù)荷開(kāi)關(guān)，能夠快速識(shí)別絕緣故障，提高配電網(wǎng)的運(yùn)行能力，預(yù)防意外供電中斷及其所導(dǎo)致的生產(chǎn)損失通過(guò)均方根值測(cè)量避免了重復(fù)隨機(jī)性跳閘動(dòng)作。該繼電器具有2個(gè)報(bào)警繼電器，一個(gè)用作報(bào)警繼電器，一個(gè)作為預(yù)報(bào)警（50% IΔn）繼電器，其靈敏度可調(diào)范圍0.03-30A，延時(shí)可調(diào)0-10秒，實(shí)時(shí)對(duì)零序互感器線圈連接進(jìn)行檢測(cè)。

2越級(jí)跳閘事件概述及原因分析

2.1事件概述

某日生產(chǎn)外圍廠房區(qū)域發(fā)生X段380V交流母線低電壓報(bào)警，導(dǎo)致該列供電系統(tǒng)母線失電，下游設(shè)備全部失電。經(jīng)排查上游6kV開(kāi)關(guān)保護(hù)正常，在6kV開(kāi)關(guān)側(cè)測(cè)量X段變壓器高壓側(cè)母線絕緣正常。經(jīng)繼續(xù)檢查定位到下游負(fù)荷F子項(xiàng)電源供電電纜接地，該負(fù)荷對(duì)應(yīng)的抽屜開(kāi)關(guān)內(nèi)漏電保護(hù)設(shè)定值為漏電電流5A，延時(shí)4s動(dòng)作（定值手冊(cè)要求為1A，0.8s），而母線進(jìn)線漏電保護(hù)繼電器漏電保護(hù)二段（重漏電，動(dòng)作于跳閘）設(shè)定值為電流4.5A（互感器變比為100：1），延時(shí)1.5s動(dòng)作，由于下游電纜發(fā)生金屬性接地時(shí)電流可能超過(guò)母線進(jìn)線重漏電電流定值，而下級(jí)漏電保護(hù)延時(shí)比上級(jí)延時(shí)長(zhǎng)，從而越級(jí)導(dǎo)致6kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘，在檢查變壓器低壓側(cè)母線搖絕緣正常后，切除故障負(fù)荷開(kāi)關(guān)，恢復(fù)母線供電，恢復(fù)下游設(shè)備供電。

2.1原因分析

我廠生產(chǎn)外圍廠房 380V交流母線進(jìn)線配置漏電保護(hù)繼電器，重漏電保護(hù)動(dòng)作于跳上游6kV開(kāi)關(guān);核島380V系統(tǒng)母線進(jìn)線配置綜合保護(hù)裝置，其接地保護(hù)II段動(dòng)作于跳上游6kV開(kāi)關(guān);常規(guī)島380V系統(tǒng)母線在干式變低壓側(cè)配置零序電流互感器，由上游6kV開(kāi)關(guān)配置綜合保護(hù)裝置接地保護(hù)II段動(dòng)作于跳本開(kāi)關(guān)。

漏電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間的整定原則：為使漏電保護(hù)裝置不發(fā)生越級(jí)動(dòng)作，除上下級(jí)保護(hù)動(dòng)作電流值要相互匹配外，其動(dòng)作時(shí)間也應(yīng)相互協(xié)調(diào)匹配，即上一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比下一級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，且需考慮繼電器動(dòng)作誤差，保證一定級(jí)差Δt值以期可靠配合。

3整定值核算及整改措施

3.1整定值核算

通過(guò)對(duì)我廠99個(gè)380V配電盤(pán)進(jìn)行了定值核對(duì)工作，已完成46個(gè)配電盤(pán)的現(xiàn)場(chǎng)定值核對(duì)，對(duì)現(xiàn)有定值手冊(cè)篩查了配電盤(pán)抽屜漏電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與上游漏電保護(hù)延時(shí)的配合情況。共發(fā)現(xiàn)19個(gè)配電盤(pán)上下游漏電保護(hù)延時(shí)時(shí)間不匹配，有越級(jí)跳閘風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)以上排查工作，發(fā)現(xiàn)以下幾類問(wèn)題：

1）設(shè)計(jì)院提供的BOP定值手冊(cè)中母線進(jìn)線接地保護(hù)繼電器II段定值動(dòng)作于瞬時(shí)跳閘，而下游部分負(fù)荷接地保護(hù)延時(shí)為0.8s和0.5s，在下游發(fā)生較為嚴(yán)重接地故障如金屬性接地時(shí)存在無(wú)法與下游負(fù)荷接地保護(hù)配合從而導(dǎo)致越級(jí)跳閘的隱患;

2）定值手冊(cè)中定值統(tǒng)計(jì)不全面，部分系統(tǒng)無(wú)定值手冊(cè);

3）我廠多個(gè)系統(tǒng)定值手冊(cè)存在定值設(shè)置不合理，上下級(jí)接地保護(hù)設(shè)置無(wú)法配合失去選擇性的情況，有可能造成越級(jí)跳閘事件;

4）現(xiàn)場(chǎng)存在設(shè)定值與定值手冊(cè)不匹配的情況。

3.2整改措施

目前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)院提供的定值上下級(jí)配合級(jí)差時(shí)間值不合理，存在失配隱患，通過(guò)設(shè)計(jì)澄清，制定合理的定值標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)已篩選出的存在越級(jí)跳閘風(fēng)險(xiǎn)的配電系統(tǒng)進(jìn)行定值修訂及修改，保證上下級(jí)選擇性配合。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的情況，將整改措施分為以下三類：

1）對(duì)母線的兩段式漏電故障繼電器（型號(hào)為L(zhǎng)EG-193LS）001XI的二段整定值進(jìn)行修改，修改為“4.5A，0.5s”。（只修改漏電保護(hù)繼電器的延時(shí)設(shè)定值，繼電器的動(dòng)作值不需修改）;定值修改后對(duì)兩段式漏電故障繼電器進(jìn)行校驗(yàn)。

2）對(duì)饋電開(kāi)關(guān)的漏電保護(hù)繼電器（型號(hào)RESYS M40）001XI 上原設(shè)定整定值進(jìn)行修改，修改為“1A，0.3s”。（只修改漏電保護(hù)繼電器的延時(shí)設(shè)定值，繼電器的動(dòng)作值不需修改）;定值修改后對(duì)漏電保護(hù)繼電器進(jìn)行校驗(yàn);

3）對(duì)存在分配電盤(pán)（且分盤(pán)有大功率電動(dòng)機(jī)）的380V配電系統(tǒng)，001TB上給002TB的供電抽屜漏電保護(hù)繼電器修改為“1A，0.8s”。（只修改漏電保護(hù)繼電器的延時(shí)設(shè)定值，繼電器的動(dòng)作值不需修改）;定值修改后對(duì)漏電保護(hù)繼電器進(jìn)行校驗(yàn);

4）對(duì)電動(dòng)機(jī)單相接地保護(hù)延時(shí)t0（型號(hào)LM210）001XS上原設(shè)定整定值進(jìn)行修改，修改為“0.4s”;定值修改后對(duì)電動(dòng)機(jī)單相接地保護(hù)延時(shí)t0進(jìn)行校驗(yàn)

4結(jié)束語(yǔ)

本文從一個(gè)嚴(yán)重的越級(jí)停電事件出發(fā)，查找問(wèn)題原因并分析原理，而后提出經(jīng)驗(yàn)反饋和同類同型設(shè)備定值的排查方案，排除了廠內(nèi)可能存在的越級(jí)跳閘隱患，減少越級(jí)跳閘帶來(lái)的負(fù)荷失電損失，提高了供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行能力。

作者簡(jiǎn)介：

孫帥（1989.07-），男，漢族，河南省三門峽市，大學(xué)本科，研究方向：核電廠電氣維修。

施昶（1989.11.12），男，漢族，河南省周口市，大學(xué)本科，研究方向：核電廠電氣維修。

（作者單位：海南核電有限公司）