SVC非典型跳閘事故處理一例

王 榮，徐 勇，黃鵠逸，劉來巧，唐 斌，李 飆

（重慶鋼鐵股份有限公司中厚板廠，重慶 401258）

0 概述

中厚板廠厚板生產(chǎn)線是國內(nèi)首條自主集成的4100 mm雙機(jī)架可逆軋制寬厚板生產(chǎn)線，粗軋機(jī)、精軋機(jī)均為上下電機(jī)單獨(dú)傳動，粗軋機(jī)電機(jī)功率為2伊6000 kW每臺電機(jī)功率為6000 kW，精軋機(jī)電機(jī)功率2伊8000 kW，粗軋機(jī)整流變壓器、粗軋機(jī)勵磁變壓器、粗軋機(jī)同步變壓器、精軋機(jī)整流變壓器、精軋機(jī)勵磁變壓器、精軋機(jī)同步變壓器均位于35kV I段母線，該母線上配有1套65 MVar SVC（Static Var Com原pensator，靜止無功補(bǔ)償裝置），由TCR（Thyristor Controlled Reactor，晶閘管控制電抗器）、H3次、H5次、H7次、H11次組成，TCR支路和H3次濾波支路共用1臺斷路器供電（斷路器編號311），H5和H7濾波支路共用1臺斷路器供電（斷路器編號312），H11次濾波支路單獨(dú)用1臺斷路器供電（斷路器編號313）。除這些設(shè)備外，35 kV I段母線上還掛有變電站1#

所用變壓器，該變壓器負(fù)責(zé)變電站操作、控制電源以及站所照明、排污、通風(fēng)設(shè)備供電。如圖1所示。

SVC系統(tǒng)3臺35kV高壓斷路器之間通過斷路器輔助觸點聯(lián)鎖，合閘從311～313按順序合閘，分閘從313～311按順序分閘，若311先于312，313分閘，則311～313均分閘，若312先于311，313分閘，則311不跳閘，312，313均分閘。SVC高壓開斷路器微機(jī)綜合保護(hù)配置情況為TCR設(shè)置電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)，F(xiàn)C（Filter Capacitor，濾波電容器）濾波支路設(shè)置有電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)和平衡電流保護(hù)。另外SVC控制系統(tǒng)綜合故障信號作為微機(jī)綜合保護(hù)的開關(guān)量輸入可以作用于斷路器跳閘。SVC聯(lián)鎖關(guān)系示意圖如圖2所示。

圖1 35 kV供電單線圖

圖2 SVC聯(lián)鎖關(guān)系示意圖

本SVC系統(tǒng)采用風(fēng)冷控制，TCR閥組每相晶閘管分為6組、每組5對、且冗余1對，即每相配置62只晶閘管，當(dāng)回路中有1個晶閘管擊穿時，系統(tǒng)仍可以正常工作。

1 故障現(xiàn)象

2017年3月13日，中厚板廠厚板生產(chǎn)線SVC多次報CA相第22個晶閘管擊穿、BC相第3個晶閘管擊穿、丟脈沖、CA+丟脈沖，SVC跳閘。

檢查處理過程中，報CA相第16個晶閘管擊穿，SVC跳閘；報BC相第3個晶閘管擊穿、CA相第22個晶閘管擊穿、丟脈沖、CA+丟脈沖，SVC跳閘；報CA相第22個晶閘管擊穿，SVC跳閘；報BC相第3個晶閘管擊穿、丟脈沖、CA+丟脈沖，SVC跳閘；報BC相第24個晶閘管擊穿，SVC跳閘；報AB+丟脈沖，SVC跳閘；BC相第19個晶閘管擊穿，SVC跳閘；AB相第13個晶閘管擊穿，SVC跳閘；報CA相第16個晶閘管擊穿、BC相第6個晶閘管擊穿，SVC跳閘；所報故障沒有特定規(guī)律。高壓柜微機(jī)綜合保護(hù)單元未報故障，只顯示斷路器分閘。每次跳閘后SVC后臺機(jī)柜能正常發(fā)脈沖，且具備合高壓條件，并能正常合高壓運(yùn)行一段時間，因多次跳閘造成軋機(jī)多次雙機(jī)架單負(fù)荷軋鋼。

2 故障處理及分析

跳閘時，311～313均跳閘，且均無保護(hù)動作信號，僅有斷路器分閘記錄，排除高壓開關(guān)柜本身故障和SVC一次系統(tǒng)短路、接地、電容不平衡等故障，直接將故障查找集中在SVC控制系統(tǒng)本身。根據(jù)SVC控制系統(tǒng)后臺所報故障提示，檢查CA相第22個和BC相第3個晶閘管光纖未松動，用萬用表測量晶閘管未擊穿，再加上SVC每一相晶閘管設(shè)計本身有冗余，就算是1個擊穿，不會造成SVC跳閘，所以忽略晶閘管本身擊穿，將檢查重點放在CA+丟脈沖上面。

打開SVC控制柜，觀察脈沖觸發(fā)光電轉(zhuǎn)換板、脈沖形成模塊、擊穿檢測轉(zhuǎn)接板等指示燈均正常。交換BC，CA脈沖觸發(fā)光電轉(zhuǎn)換板，故障未發(fā)生變化，排除脈沖觸發(fā)光電轉(zhuǎn)換板故障。交換BC，CA脈沖形成器，故障開始發(fā)生變化，但是不是在BC與CA之間變換，而是變?yōu)锳B相第13個晶閘管擊穿，且交換后正常運(yùn)行的時間更長。根據(jù)原理圖，將故障排查的重點放在脈沖形成相關(guān)部分。

給脈沖形成模塊供電的是1個P03（AC 220 V/500 V的開關(guān)電源）。幾年前，因該電源燒壞，更換備件，并將此電源該型為DC 220 V/500 V，用萬用表測量該電源輸入輸出電壓，均正常，柜內(nèi)其他開關(guān)電源的輸入輸出同步測量檢查電壓也正常。相當(dāng)于SVC系統(tǒng)控制電源故障“排除”。于是轉(zhuǎn)為外部電源排查，當(dāng)時的運(yùn)行方式是運(yùn)行于35 kV I段的1#所用變壓器提供寬厚板變電所的控制電源，與SVC及軋機(jī)沖擊負(fù)荷處于同一段，且觀察變電所照明發(fā)現(xiàn)，熒光燈在軋鋼時有輕微閃爍現(xiàn)象，于是分析認(rèn)為是軋鋼時的沖擊負(fù)荷導(dǎo)致母線電壓波動，從而導(dǎo)致所用變壓器電壓和SVC控制電源電壓波動，造成SVC控制系統(tǒng)瞬間電壓降導(dǎo)致跳閘，于是將所用變壓器切換到35 kV II段母線上的2#所用變壓器，這段母線上為除軋機(jī)沖擊負(fù)荷外的其他負(fù)荷，電源質(zhì)量相對來說更好。

切換后，SVC投運(yùn)正常，觀察2 h無異常后初步認(rèn)為“故障排除”，但是運(yùn)行至半夜SVC再次跳閘。雖然之前檢測SVC控制柜內(nèi)電源電壓正常，但根據(jù)原理圖分析，依然懷疑有電壓瞬降，但人眼監(jiān)控很難發(fā)現(xiàn)是哪里的瞬降。于是用指針式萬用表一直檢測P03電源模塊輸出電壓，然后用微型視頻錄像機(jī)對準(zhǔn)萬用表表盤和控制柜內(nèi)板卡指示燈，等待下一次跳閘，跳閘后通過手機(jī)wifi查閱視頻錄像（圖3），發(fā)現(xiàn)在跳閘的瞬間，萬用表指針出現(xiàn)瞬降降低，降低到200 V左右保持幾秒隨后進(jìn)一步降低到接近0 V，然后電壓再次恢復(fù)到500 V正常電壓。因此斷定為脈沖形成模塊供電的P03電源模塊故障，更換后故障徹底消除。

3 總結(jié)

當(dāng)SVC跳閘，高壓柜微機(jī)綜合保護(hù)單元無保護(hù)動作時，只需要在SVC控制系統(tǒng)查找故障，當(dāng)出現(xiàn)丟脈沖和報晶閘管擊穿故障，可以嘗試在未合高壓的情況下發(fā)脈沖，如果能正常發(fā)脈沖，且無報警，可以基本排除控制元件、晶閘管故障，應(yīng)將排查重點集中在SVC控制柜和功率柜。SVC三相的控制元件一致，如果故障出現(xiàn)在某一相，可以通過交換元件的方式來判定故障出在哪一項，如果故障沒有轉(zhuǎn)移，無規(guī)律，需要從電源方面進(jìn)行檢查。對于開關(guān)電源的瞬間波動，光靠人工眼力觀察和萬用表檢測很難發(fā)現(xiàn)，借助視頻錄像設(shè)備可以降低人工勞動強(qiáng)度，準(zhǔn)確捕捉瞬間的設(shè)備變化，對查找故障是非常有利的。

圖3SVC現(xiàn)場視頻