零序保護(hù)誤動(dòng)作與引風(fēng)機(jī)跳閘的分析研究

摘 要：本文介紹了引風(fēng)機(jī)跳閘零序保護(hù)誤動(dòng)作故障的查找過(guò)程，分析了引風(fēng)機(jī)跳閘零序保護(hù)誤動(dòng)作的原因，提出了在變頻改造施工恢復(fù)及正常運(yùn)行中預(yù)防零

序保護(hù)誤動(dòng)作的有效措施。

關(guān)鍵詞：電纜鋼鎧；接地線；零序；保護(hù)誤動(dòng)作

1 引言

零序電流互感器是一種利用單相接地故障線路的零序電流值較非故障電路大的特征，用電流互感器取出零序電流信號(hào)使繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)有選擇性跳閘或發(fā)出信號(hào)。[1]

中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)供電的3～6kV高壓電機(jī)在接地故障電流大于5A時(shí)，會(huì)燒壞電機(jī)鐵芯，故在線路始端應(yīng)裝設(shè)單相接地保護(hù)裝置。[2]文獻(xiàn)[3]指出發(fā)電廠廠用電動(dòng)機(jī)發(fā)生接地故障時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電纜穿入零序電流互感器接線方式錯(cuò)誤，零序過(guò)流保護(hù)拒動(dòng)，故障越級(jí)到高壓廠用變壓器分支零序過(guò)流保護(hù)，保護(hù)出口邏輯設(shè)置錯(cuò)誤，進(jìn)而有可能造成機(jī)組跳閘。通過(guò)研究某電廠2A引風(fēng)機(jī)跳閘零序保護(hù)誤動(dòng)作故障的查找處理經(jīng)過(guò)，分析了零序保護(hù)誤動(dòng)作的原因，提出了在變頻改造施工恢復(fù)及正常運(yùn)行中預(yù)防零序保護(hù)誤動(dòng)作的相關(guān)措施。

2 情況經(jīng)過(guò)

2012年2月14日20：57，某電廠#2機(jī)負(fù)荷為430MW，#2爐2A引風(fēng)機(jī)跳閘，2A送風(fēng)機(jī)聯(lián)跳，立即投油穩(wěn)燃，快速減負(fù)荷至360MW，運(yùn)行人員就地檢查2A引風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)柜發(fā)現(xiàn)零序保護(hù)動(dòng)作，通知檢修人員進(jìn)行處理。檢修人員測(cè)量電氣一次設(shè)備絕緣良好、檢查保護(hù)裝置及二次回路無(wú)異常，檢查2A引風(fēng)機(jī)電機(jī)動(dòng)力電纜的鋼鎧及屏蔽層的接地情況，發(fā)現(xiàn)接地編織軟銅帶在按要求穿回零序電流互感器前已與固定鋼架構(gòu)接觸，導(dǎo)致固定鋼架構(gòu)與接地網(wǎng)直接相連，通過(guò)近一步分析確認(rèn)了其通過(guò)零序電流互感器分流因素的存在。

3 檢查處理情況

3.1 一次設(shè)備檢查情況

1）6kV開(kāi)關(guān)室內(nèi)2A引風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)確已跳閘，開(kāi)關(guān)檢查無(wú)異常情況。變頻器小室內(nèi)檢查一次設(shè)備無(wú)異常。電動(dòng)機(jī)本體檢查無(wú)異常。對(duì)一次設(shè)備分別進(jìn)行了耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如下：

6kV開(kāi)關(guān)室至變頻器室電纜耐壓試驗(yàn)：直流24kV耐壓合格（A相：9微安，B相：10微安，C相：8微安）。

變頻器室至2A引風(fēng)機(jī)電機(jī)（帶電機(jī)）耐壓試驗(yàn)：直流15kV耐壓合格，其三相直阻分別為：0.1436歐、0.1435歐、0.1437歐，試驗(yàn)均合格。

變頻柜高壓側(cè)耐壓試驗(yàn)：三相均超過(guò)9600兆歐，直阻分別為：0.05755歐、0.05731歐、0.05755歐，試驗(yàn)均合格。

6KV開(kāi)關(guān)柜避雷器交流放電試驗(yàn)結(jié)果：A相14kV、B相14.2kV、C相14kV，試驗(yàn)均合格。

2）根據(jù)之前1月27日跳閘處理措施要求，打開(kāi)6kV開(kāi)關(guān)柜后蓋檢查6kV電纜屏蔽層接線。檢查發(fā)現(xiàn)屏蔽層接線正確，但是屏蔽層在穿回零序互感器前有與接地金屬物接觸現(xiàn)象。

3.2 二次設(shè)備檢查情況

檢查開(kāi)關(guān)室2A引風(fēng)機(jī)電機(jī)綜合保護(hù)裝置，發(fā)現(xiàn)“零序保護(hù)”動(dòng)作信號(hào)發(fā)出。檢查二次回路正確，對(duì)綜合保護(hù)裝置進(jìn)行采樣試驗(yàn)，定值試驗(yàn)，開(kāi)關(guān)試驗(yàn)位傳動(dòng)試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)異常。

4 原因分析

4.1 零序保護(hù)誤動(dòng)作的原因及防范

由于技術(shù)水平及對(duì)零序電流互感器的了解不夠，所以在安裝上出現(xiàn)許多問(wèn)題，有的甚至造成零序保護(hù)裝置在接地故障時(shí)拒動(dòng)、保護(hù)越級(jí)，因此必須正確安裝零序電流互感器。[1]

根據(jù)《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50168-2006規(guī)定：三芯電力電纜終端處的金屬護(hù)層必須接地良好；塑料電纜每相銅屏蔽和鋼鎧應(yīng)錫焊接地線。電纜通過(guò)零序電流互感器時(shí)，電纜金屬護(hù)層和接地線應(yīng)對(duì)地絕緣；電纜接地點(diǎn)在互感器以下時(shí)，接地線應(yīng)直接接地；接地點(diǎn)在互感器以上時(shí)，接地線應(yīng)穿過(guò)互感器接地。[4]這主要是為保證發(fā)生接地故障時(shí)有零序電流從互感器中流過(guò)，當(dāng)電纜接地線該穿零序電流互感器時(shí)未穿，一些不該穿零序電流互感器的反倒穿了，就可能造成事故接地時(shí)零序保護(hù)不能正確動(dòng)作。

針對(duì)此次事故，由于引風(fēng)機(jī)的零序保護(hù)在運(yùn)行過(guò)程動(dòng)作，這說(shuō)明引風(fēng)機(jī)電源穿過(guò)零序互感器的動(dòng)力電纜有零序電流通過(guò)。經(jīng)對(duì)設(shè)備檢查發(fā)現(xiàn)該電流不是故障電流，而是干擾電流或地網(wǎng)中的雜散電流。為防止動(dòng)力電纜的零序互感器誤動(dòng)，應(yīng)采取將動(dòng)力電纜的鋼鎧層兩端接地。因?yàn)殡娎|處在較為復(fù)雜、散亂的強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，容易受雜散磁場(chǎng)的影響，從而在電纜芯線或者電纜的鋼鎧層上產(chǎn)生微弱的感應(yīng)電流。將電纜的鋼鎧層兩端接地，就可以在電纜芯線外部產(chǎn)生一層屏蔽，防止感應(yīng)電流對(duì)動(dòng)力電纜的零序互感器的影響。

4.2 引風(fēng)機(jī)誤動(dòng)作的原因分析

經(jīng)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)電源高壓電纜為三芯，鋼鎧及銅屏蔽層都接地，而屏蔽層采用的是兩端接地。高壓電纜鋼鎧層端部在零序互感器上方，當(dāng)電纜接地點(diǎn)在互感器以下時(shí)，應(yīng)將接地線按要求穿回零序互感器，以保證鋼鎧層接地線上流過(guò)零序電流互感器的感應(yīng)電流被抵消，防止零序保護(hù)誤動(dòng)。該引風(fēng)機(jī)電纜的鋼鎧接地編織軟銅帶一端與電纜銅屏蔽層及電纜鎧裝帶連接后，由上往下穿過(guò)零序互感器后再接地。

2A引風(fēng)機(jī)電機(jī)零序保護(hù)在1月27日已動(dòng)作一次，分析其動(dòng)作原因是“動(dòng)力電纜的鋼鎧及屏蔽層的接地編織軟銅帶穿回不清晰，存在通過(guò)零序互感器分流的因素”。由于2A引風(fēng)機(jī)一直處于運(yùn)行狀態(tài)，未能對(duì)該隱患進(jìn)行及時(shí)確認(rèn)和處理。2月14日2A引風(fēng)機(jī)電機(jī)零序保護(hù)再次動(dòng)作，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)接地編織軟銅帶在按要求穿回零序互感器前已與固定鋼架構(gòu)接觸。由于固定鋼架構(gòu)與接地網(wǎng)直接相連，進(jìn)一步確認(rèn)了其通過(guò)零序互感器分流因素的存在。在第一次零序保護(hù)動(dòng)作后，雖然采取了臨時(shí)預(yù)防措施，將零序保護(hù)定值提高到原定值的1.5倍，但未起到相應(yīng)的作用，致使保護(hù)再次動(dòng)作。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及各種故障信息，對(duì)2A吸風(fēng)機(jī)跳閘原因分析如下：

1）直接原因

動(dòng)力電纜的鋼鎧和屏蔽層的接地編織軟銅帶在按要求穿回零序互感器前已與固定接地鋼架構(gòu)接觸，當(dāng)動(dòng)力電纜兩側(cè)接地網(wǎng)出現(xiàn)短暫的電位差時(shí)，流過(guò)零序電流互感器的電流未被抵消，造成零序保護(hù)誤動(dòng)。

2）間接原因

安裝人員在2A引風(fēng)機(jī)變頻改造施工恢復(fù)，進(jìn)行動(dòng)力電纜接線時(shí)，接地編織軟銅帶的敷設(shè)與接線不符合規(guī)范要求。在第一次零序保護(hù)動(dòng)作后，執(zhí)行防范措施不及時(shí)到位。

5 防范措施

1）對(duì)6kV電纜鋼鎧及屏蔽層的接地線進(jìn)行處理，在接地線與角鋼之間加絕緣橡膠進(jìn)行隔離。

2）校驗(yàn)保護(hù)裝置靈敏度并考慮規(guī)程及配合問(wèn)題，將2A引風(fēng)機(jī)零序保護(hù)定值由10A（一次值）改為15A（一次值），將動(dòng)作時(shí)間從0s延長(zhǎng)至0.3s，以躲過(guò)暫態(tài)電流。

3）檢查2A引風(fēng)機(jī)變頻室內(nèi)設(shè)備接地與主廠房地網(wǎng)連接是否正常，選取多點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，檢查接地電阻是否合格。

6 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了某電廠引風(fēng)機(jī)跳閘零序保護(hù)誤動(dòng)作的檢查處理經(jīng)過(guò)，分析了零序保護(hù)誤動(dòng)作的原因，提出了在變頻改造施工恢復(fù)及電力運(yùn)行中預(yù)防零序保護(hù)誤動(dòng)作的有效措施。我們應(yīng)當(dāng)針對(duì)相應(yīng)原因正確處理6kV電纜鋼鎧及屏蔽層的接地線，選擇正確接地線穿過(guò)零序互感器的方式，校驗(yàn)保護(hù)裝置的靈敏度及配合，以躲過(guò)暫態(tài)電流，盡可能減少零序保護(hù)的誤動(dòng)作，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[3]高永峰，邢立新.高壓廠用變壓器分支零序過(guò)流保護(hù)動(dòng)作原因分析[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2010， （01）：50-51.

[4]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50168-2006電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范，中國(guó)計(jì)劃出版社，2006

作者簡(jiǎn)介：秦紹俊（1983-）男，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院專業(yè)學(xué)位研究生。主要研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。現(xiàn)任職國(guó)電聊城發(fā)電有限公司生產(chǎn)技術(shù)部。