6 kV開關跳閘事故分析及防范措施

劉 冰

（河鋼唐鋼動力部生產技術室，河北 唐山 063000）

引言

電力線路是居民生活用電和企業事業用電的重要傳輸方式，電力線路主要是通過架空線路和電力電纜進行同步供電。在電力負荷持續擴大以及電纜所處環境不斷惡化背景下，再加上電纜長期暴露在外，接受各種環境變化影響，以及用戶側基礎裝置故障的原因，導致線路頻繁出現各種故障，為此需要聯系故障實例，系統分析故障成因，形成有效處理措施，為相關問題提供有效參考。

1 案例分析

某冶金企業某區域內3號公用6 kV開關、3號脫硫6 kV開關跳閘事故，在事故發生當天下午開始，電纜線路的運行負荷為65 MW，現場裝置主要包括三號公用PC段荷載，電熱水箱2號分線箱開關，三號脫硫變6 kV開關跳閘、3號脫硫PC母線失電力、3號公用PC母線失電。3號公用MCCC常用電源出現失電，直接切換到備用電源進行供電，3號機組的送風機和引風機相關變頻器能夠對電源進行調控，使電源失電，變頻器出現系統瞬停跳閘。3號機組鍋爐對應全部引風機產生跳閘現象，機組MFT，跳開3號主變110 kV開關，發電機產生解列現象。在出現故障問題后，立刻進行警報，并組織專業人員前往現場進行勘察、處理。3號公共6 kV開關和3號脫落6 kV開關電纜相關屏蔽層對應接地問題得到有效整改。3號公共變壓器和母線開始恢復正常供電，3號機組鍋爐開始點火，使機組成功并網[1-2]。

2 事故原因分析

在發現事故問題后進行現場勘察，電熱水箱2號分線箱電源從3號公共400 V PC段直接引出，到現場加熱器2號分線箱，直接分為兩段進入現場加熱器，具體如圖1和圖2所示。現場對應設備絕緣是零，開啟電纜盒進行檢測，可以發現電熱水箱對應3號加熱器以及2號分線箱對應加熱器的外部電纜絕緣被割破，出現放電燒黑問題，可以判斷該部分是接地故障的主要部位，如圖1和圖2所示。

公共變6 kV開關和脫硫變6 kV開關對應電纜屏蔽層出現錯誤接線的現象，全部穿出零序CT后實施接地，該種接線模式下，容易導致外部接地電流通過屏蔽層進入零序CT，產生錯誤保護動作，這也是此次公用變6 kV開關和3號脫硫變6 kV開關裝置產生錯誤動作的原因，主要連接方法是在穿出零序CT前實施接地處理。錯誤接地方法如圖3所示。

正確接地方法如圖4所示。

通過分析發現故障問題發生前，3號公用變6 kV開關的高壓側的運行電壓正常，同時沒有畸變現象，對應零序電壓數值是零，高壓側兩相電流出現突然增大的問題，對應低壓側的零序電流也呈現出突然變大的問題，通過分析判斷可以了解到這種故障問題屬于3號公用變低壓側運行負載兩相接地出現運行故障。公用變的接線方法主要是DYN模式，零序分量無法直接順著低壓側進入高壓側，對應高零流是39.2 A，主要是被外部因素影響所形成的。通過判斷可以發現公用變6 kV開關出現跳閘故障的成因是接地電流因為接地行為錯誤，影響電纜屏蔽層運行，通過零序CT使高零流段出現時限動作跳閘問題[3-6]。

通過分析發現，故障前后脫硫變6 kV開關設備在高壓側的運行電流和電壓運行正常，不存在畸變現象，對應零序電壓參數是零，而低壓端的零序電流也是零，最終能夠判斷脫硫變實際運行中對應高低壓側沒有產生任何故障問題。至于高零流是30.2 A，判斷脫硫變的6 kV開關出現跳閘問題的原因主要是接地電阻接地錯誤，進入其他電纜屏蔽層，經過零序CT，使得高零流端產生時限跳閘動作。

如果電纜屏蔽層接地正確，則出現故障問題后，電熱水箱的分線箱開關率先脫扣，將故障消除后，所有開關全部穩定運行。綜上所述，因為3號公用變6 kV電纜和3號脫硫變6 kV電纜對應屏蔽層出現錯誤接地問題，使得精處理3號加熱器對應BC相產生接地故障后，對應接地電流順著脫硫電氣室地網，經過3號脫硫變以及公共變電纜屏蔽層，用開關零序CT單獨測量零序電流（0.30 A、0.3 A），遠遠超出開關設定值（0.15 A），超出保護延時0.1 s，直接觸發保護動作，3號脫硫變以及3號公用變對應6 kV開關裝置產生跳閘現象，使得3號脫硫以及3號公共PC產生失電問題，3號鍋爐系統中的引風機停止運行[7-8]。

3 6 kV開關跳閘事故防范措施分析

分析發現，如果母線PT對應二次交流回路產生短路現象，則總電源空開跳閘會產生較大影響。整個PC二次交流電壓回路單純于間隔位置設置電源總開關，應用母線PT二次交流電壓設備在其中任意環節回路都會產生故障問題，最終使總電源空開出現跳閘現象，影響各種裝置運行質量，為此建議為6 kV母線中不同負荷保護裝置的二次交流電壓設置分相空開，空開的額定電流低于母線PT相關電源總和，回路中的各種選擇性故障跳開，對應單獨裝置二次交流電壓產生空開現象，進一步降低影響范圍。電動機保護裝置中，PT斷線尚未形成完善的邏輯檢測功能，保護裝置無法發送PT斷線閉鎖信息，導致電動機的低壓保護裝置出現跳閘和誤動等問題，為此需要進一步健全保護裝置的斷線檢測功能，同時把電力依據投入到電動機低壓保護當中。對于開關跳閘故障，可以檢測設備對應段內零序保護工作實際狀況，如果存在接地保護跳閘問題，需要立刻停電，進行絕緣測量，通知進行檢修處理。如果沒有接地保護，也許是系統故障設備產生拒跳以及接地缺陷，為此需要檢測電壓表內指示狀況，進一步明確接地程度和接地相別。尋找對應區域是否存在新啟動裝置，如果存在，應該拉動相關備用啟動設備，如果備用啟動裝置停電后，沒有接地，證明此裝置屬于接地裝置，經過提交申請，同意停電后對絕緣進行測量，組織檢修單位實施有效處理。在需要的條件下，可以直接選擇瞬時停電處理，對特定段停電負荷進行逐一檢測，明確接地位置后再進行全面檢修[9-10]。

因為一組互感器內如果存在多種接地點，則容易產生測量誤差，為此相關繼電保護安全裝置措施規定，電壓和電流互感器相關二次回路內只能設置一點接地，規定接地獨立性，和其他二次回路之間沒有任何聯系的電壓、電流互感器二次回路，可以在開關廠場或是控制室內實施一點接地。為了促進電壓和電流互感器能夠將某種高電壓和大電流順利轉化為小電壓或小電流，需要在互感器內配置一、二次2種繞組，一二次繞組間通過相應的絕緣材料直接隔離兩種系統電氣，單純借助不同匝數以及磁的聯系實現正常傳變。電纜保護接地中，電纜金屬以及外部護套需要設置全面接地，而最終分路允許點通過電源一側接地，儀表電纜以及控制設備如果因為技術原因，如果單端接地更有利，可以不選擇兩端接地。

4 結語

在發現故障問題后，需要密切聯系故障現象，結合類似問題，進行準確分析，可以進一步提升故障處理效果。針對用戶側設備實施全面檢測，在對裝置故障進行全面排查分析過程中，還需要詳細檢測用戶側裝置，減少因為信息不全以及匯報不準影響后續處理質量，降低故障排查效率。