除塵脫硫變越級保護跳閘原因分析及處理

唐群偉　周廣云　鄭東瑜　梅瑞瑞　孫磊

摘 要：本文結合電除塵的工作原理、保護配置，詳細分析#1電除塵故障導致#1除塵脫硫變越級保護跳閘的原因，提出#1、#2電除塵控制回路改造的措施方案，根本性解決了#1除塵脫硫變越級保護跳閘的故障，預防了#2電除塵越級保護跳閘事故。

關鍵詞：越級保護跳閘；電場；除塵脫硫；改造

1 前言

我公司采用浙江菲達環?？萍脊煞萦邢薰镜腇AA3×40M-2×64-120型雙室三電場混合寬間距靜電除塵器，按1臺/爐方式配備。自機組投產以來發生了2次#1除塵脫硫變越級保護跳閘，嚴重影響了除塵系統的安全穩定運行。

1.2 #1除塵脫硫變主要參數

型號：SC9-1000/6.3，額定電壓：6.3±2×2.5%/0.4KV，額定電流：91.64A/1443.4A

U1：#1除塵脫硫變高壓側電壓

U2：#1除塵脫硫變低壓側電壓

n： #1除塵脫硫變變比

1.3 #1除塵脫硫變高壓側開關型號

常州森源VS1-12/1250A開關，綜保裝置：南自NEP-983，保護CT變比：300/5。

1.4 #1除塵脫硫變低壓側開關型號

上海電器股份人民電器廠RMW1H-3200/3，額定電流2500A。

1.5 #1電除塵電場工作電源開關型號

上海上海電器股份人民電器廠RMM1-630H型，額定電流400A。

1.6 #1電除塵電場高壓控制柜工作電源開關型號

正泰DZ948G-400/3314（TG-400B），額定電流300A。

1.7 #1電除塵電場整流變

ZZDJ800mA/72KV-HW，一次側額定電壓：380V，一次側額定電流 =216A。

1.8 #1電除塵電場整流變高壓控制裝置

大連電子研究所GGAJ02—DDL06型電除塵用微機控制高壓整流設備。

2 #1除塵脫硫變越級保護跳閘的事故記錄

我公司自機組全部投運以來共發生了2次電除塵故障導致#1除塵脫硫變越級保護跳閘事故，而且2次都發生在機組檢修后剛投運的一段時間內，其故障現象都是#1除塵脫硫變過流保護動作。最近一次越級保護跳閘是在#1爐啟動過程中，全部電場投運后，約一分鐘后#1除塵脫硫變過流保護跳閘。動作記錄如表1所示：

經電氣檢查為#1電除塵右一電場可控硅擊穿，后更換可控硅后右一電場運行正常。確定了越級保護跳閘的首發原因為電場故障。

3 #1除塵脫硫變越級保護跳閘原因分析：

我公司電除塵電場工作在火花跟蹤方式下時一次電流大約18～23A左右，為了正確分析#1電除塵右一電場故障導致#1除塵脫硫變越級保護跳閘的原因，先了解電除塵的工作原理。

3.1 電除塵工作原理

電除塵工作時，380V電源送至整流變一次繞組，整流變二次繞組經整流后正極與電場陽極（集塵極）極板連接且接地，負極經阻尼電阻和電場內的陰極（芒刺）連接。通電時陽極和陰極之間能形成一個強大的靜電場，可以吸附煙氣中的粉塵顆粒、凈化煙氣，達到除塵作用。除塵器二次電壓的控制是通過改變整流變一次部分可控硅的導通角大小。將一次繞組輸入的交流電源升壓后整流成直流電輸入到電場內部。除塵器的二次電壓U2越高，陰極和陽極的距離越小，電場強度越大，除塵器工作電流越大。

3.2 #1除塵脫硫變過流保護定值分析

3.2.1、#1除塵脫硫變保護裝置的過流保護Ⅰ段定值設定原則：

（1）按躲過變壓器可能最大負荷電流。

（2）躲過正常待一段負荷其中最大電動機自啟動電流。

二者取較大值。

3.2.2、定時限過流保護動作時間設定原則：

與400V低壓側饋線保護最長時間配合。

3.2.4、保護定值如表2所示：

3.2.5、將#1電除塵高壓側電流Ⅰ段動作電流折算到低壓側：

I2：#1電除塵高壓側過流Ⅰ段定值折算到低壓側（一次值）。

I1：#1電除塵高壓側過流Ⅰ段定值（一次值）。

3.2.6、校驗#1除塵脫硫變保護裝置的保護定值和動作時間都在±3%誤差范圍內。

3.3、#1電除塵右一電場可控硅擊穿前后電氣分析

3.3.1、#1電除塵右一電場可控硅擊穿前電氣工況

當#1電除塵右一電場可控硅擊穿時回路電流為6.4倍的整流變額定電流。

3.3.3、#1電除塵右一電場供電回路各保護配置情況分析

3.3.3.1、 #1電除塵電場高壓控制柜開關：正泰DZ948G-400/3314（TG-400B），額定電流300A，其動作曲線如圖2所示：

當Ihl為1378.5A時該開關動作時限為20mS～40s，離散性比較大，不能起到靈敏保護。

3.3.3.2、 #1電除塵電場工作電源開關：上海上海電器股份人民電器廠RMM1-630H型，額定電流400A，其動作特性曲線如圖3所示：

當Ihl為1378.5A時時該開關動作時限為20s～70s，離散性比較大，不能起到靈敏保護。

3.3.3.3、 #1除塵脫硫變低壓側開關：上海電器股份人民電器廠RMW1H-3200/3，該開關的智能脫扣器沒有設計安裝，更不能起到保護作用。

3.3.3.4、#1電除塵電場高壓控制柜內的過流單元保護示意如圖4所示：

3.3.3.5、電除塵整流變主回路電流經電流互感器采樣至過電流檢測單元如圖5所示，該單元為反時限動作特性，通過調節RP電位器將電流額定值設置為為216A，過流整定值設置為308A（廠家出廠時已設置好）。當過電流檢測單元檢測到主回路電流大于308A時驅動高壓柜內開關的分勵脫扣線圈動作。用繼保儀模擬主回路1378.5A電流對過電流檢測單元電路進行5次動作時限測試，分別是0.782S，0.487S，0.398S，0.852S，0.556s，其中有兩次動作電流大于0.6S，動作時間離散值也比較大。

3.4 分析總結

由于電除塵整流變控制回路可控硅故障導致回路電流激增，各級開關、保護電路定值的不匹配，特性的不靈敏是導致 #1除塵脫硫變越級保護跳閘的原因。

4 改造方案

提高電除塵各個電場末級保護的可靠性和靈敏性，同時減少資金投入和減少工作量是本次改造的主導思想。

4.1在所有電除塵整流變高壓控制柜增加保護電流互感器TA2和過流繼電器LJ，如圖6所示。

將LJ的常開觸點一端接地，另一端與圖5中過流檢測單元的105端子并接，如圖6所示。當新增保護電流互感器TA2檢查到電流值大于新增電流繼電器LJ的設定電流值時，LJ的常開輔助接點立即閉合使過流檢測單元中的KD2中間繼電器動作，KD2中間繼電器有多付觸點，其中：

①“KD2-01”吸合，使整流高壓控制柜電源進線開關內的分勵脫扣線圈得電動作，使整流高壓控制柜電源進線開關跳閘斷電；

②“KD2-02”觸點吸合，使觸發板電源接地，無觸發輸出關閉可控硅；

③“KD2-03”觸點吸合，過流信號輸入到主控板，液晶顯示屏同時顯示“過流報警”主控板再輸出聲、光報警；

④“KD2-04” 觸點吸合，使蜂鳴器得電，設備聲光報警；

4.2 元器件選型

4.2.1、電流互感器TA2的選型如表3：

4.2.2、過流繼電器LJ的選型如表4：

4.2.3、過流繼電器LJ定值設定如表5所示：

4.2.4、改造后的接線如圖7所示：

5 結束語

經過改造，雖后期也發生過電除塵短路和可控硅擊穿等故障，有1次是過流檢測單元保護動作，有2次是LJ電流繼電器保護動作，再沒有發生過電場故障導致除塵脫硫變越級保護跳閘事故。

除塵脫硫變越級保護跳閘的直接原因是電除塵各級保護裝置在設計安裝時沒有按照要求進行選型，調試中發生故障又沒有認真分析及時解決，導致除塵脫硫變的越級保護跳閘。因此，要求我們在新設備投運時，必須認真驗收，發生故障認真及時解決，做到圖紙正確，使新設備處于健康狀態下運行。此外，也告訴我們只有大力認真做好每一項工作，才能避免類似事故再次發生。