摘要:我国10kV及以下高低压供配电系统一般由10kV高压柜、直流屏、变压器、低压柜、母线槽、电缆、二次线路控制系统等组成,其在数据中心、工厂、商业、居住区的电力用户中应用非常广泛,系统的稳定运行为电力用户的生产、办公、业务运作和市民生活提供可靠的保障。然而运行中的10kV及以下高低压供配电系统经常容易发生各种故障而导致供电异常或停电,严重影响了如数据中心的通信网络、工厂的生产制造和市民的正常生活等用电需要,而且还会给相关电力用户和市民造成经济损失。为了在出现故障时快速解决故障,减少故障影响,从而提高经济效益,电力技术人员有必要加强理论技术能力的学习和故障经验交流。
关键词:10kV;高低压;供配电系统;故障
1 10kV及以下高低压供配电系统故障案例
1.1 故障案例一
1)故障现象:
某数据中心10#10kV馈线柜的真空断路器运行过程中突然跳闸停电,跳闸后通过查看微机保护装置的报警和异常信息,在发现没有任何导致跳闸的异常信息情况下运行值班人员尝试电动/手动重合闸时能听到断路器合闸的巨大响声,但是断路器就是始终处在分闸位置的故障(真空断路器无法合闸成功)。
2)故障原因:
根据真空断路器的主回路和二次回路原理图分析可知,真空断路器的动作信号只能来自微机保护装置和其他二次控制线路,那可能的故障原因:(1)其他二次控制线路出现了问题。(2)外围主线路故障引起保护跳闸的问题。(3)真空断路器本身出现了问题。(4)微机保护装置本身出现了问题。
3)故障维修处理办法:
按照相关的流程规范填写第二种工作票进行故障查找。(1)查找真空断路器有关的二次控制线路,如分闸回路、合闸回路等,由于是跳闸故障,因此优先检查分闸回路,用万用表检测分闸线路上的远程/就地转换旋钮和分闸按钮,检查结果均正常。这说明二次线路没有问题,可以排除二次线路的问题。(2)进入微机保护装置菜单中查找相关的报警和异常信息没有发现新的报警和异常信息,这说明外围主线路并没有真正异常输入信号触发微机保护装置输出跳闸信号的条件,可以排除是外围主线路故障引起保护跳闸的问题。(3)前面两种常见引起故障的根源检查后均正常,那么我们将要抛开正常思维转向检查微机保护装置的输出环节(包括微机保护装置的内部硬件和外部输出线路)的问题,常见的微机保护装置控制信号输出多采用继电器输出(包括固态继电器输出),用手拔开真空断路器航空插头并找到与高压开关柜连接的分闸信号线,使用万用表电压档检测分闸信号线对零电压,结果为220V,可见导致真空断路器电动/手动重合闸均失败的故障(真空断路器无法合闸成功)原因为分闸信号线一直处于接通带电的状态,所以真空断路器在合闸过程中会出现即将合闸到位时由于分闸信号随时在启动分闸,真空断路器有合闸的响声但是始终处在分闸位置,无法合闸成功。随着分闸信号线深入检查,发行微机保护装置的输出继电器常开触头变成常闭触头了,更换该输出继电器或更换微机保护装置后问题得到解决。
4)故障案例总结:
通过本案例我们可以了解到常规的故障查找方法有时候是找不出问题所在的,而且本案例这种故障发生时,由于是高压真空断路器出现的问题往往影响面很大,后端大量负载等着用电,因此维修技术人员处在高度紧张情况下,如果没有不断学习总结经验,思路另辟蹊径去关注不寻常的问题点,此类故障很难快速有效排除。
1.2 故障案例二
1)故障现象。
某数据中心的10kV高压配电系统预防性维护检修后重新转运行时发现计量表无参数显示、液晶显示屏也不亮(注:此计量表仅为内部计量用可以停电自主进行维修,单如果是电力部门计量用的计量表在出现故障时应该通知供电部门来维修)。
2)故障原因分析。
计量表在系统检修前显示、计量均正常,但在检修后即出现计量表无相关参数显示的故障,可能的故障原因:(1)计量表的电压回路出现了问题。
(2)计量表本身出现了问题。(3)PT柜与PT抽屉的连接航空插头插反了(注:非常规问题很难想到航空插头竟然会插反)。
3)故障维修处理办法。
按照相关的流程规范填写第二种工作票,经审批完成后开展故障查找工作。(1)用万用表检查计量表的采样电压回路,经过检查发现计量表的电压回路无电压,但PT二次侧保险正常。为此初步可以排除是电源和计量表本身的问题了。(2)用万用表检查计量表的所有PT、CT输入信号,发现其他输入信号正常,只有PT二次侧电压输入无电压信号,因此初步确定可能是因为PT的二次侧信号回路出现问题了,由于PT需要停电后才能进行检修,因此择期停电对PT柜进行检修(注:后续通过走第一种工作票流程对PT柜进行停电检修,发现PT柜与PT抽屉的连接航空插头插反了)。
4)故障案例总结。
一般情况下设备故障大多因为设备的设计缺陷、设备构件选型不够科学、设备的相关部件制造质量不良、设备使用时间过长、设备维护不到位等原因引起,但是通过本案例我们知道检修工作不细致也会导致设备的故障出现。
1.3 故障案例三
1)故障现象:
某大型工厂的某工作日16点10分突然停电,停电后设施管理部技术人员启动相关应急预案计划启动发电机临时紧急供电,但在低压发电机运行平稳后通过转换柜进行市电转发电电源供电操作过程中时,发生了发电电源断路器无法合闸成功,从而导致发电电源无法成功供电的严重故障事件。
2)故障原因分析:
此类故障牵涉二个断路器之间的位置相互转换,故障原因:(1)发电电源断路器本身出现了问题。(2)发电电源断路器合闸二次线路出现问题。(3)市电电源断路器和发电电源断路器的电气联锁和机械联锁出现问题。
3)故障处理方法:
(1)检查发电电源断路器本身是否正常,用摇把重新摇出发电电源断路器到试验位置,手动合闸断路器正常合闸,这就说明发电电源断路器本身正常和发电电源断路器合闸二次线路也正常,因此排除发电电源断路器本身和发电电源断路器的合闸二次线路存在问题。(2)用摇把将发电电源断路器摇到工作位置,手动合闸断路器仍然无法合闸成功。由于此类转换柜为了确保安全用电会强制对二个断路器进行电气和机械联锁,即发电电源断路器的工作位合闸回路与市电电源断路器所处的位置和状态有关(一般是要求市电电源断路器所处位置为断开隔离位置,状态为分闸状态),因此接下来先检查电气联锁,通过目视检查确认市电电源断路器是否处在断开隔离位置(也可以通过重复将断路器摇进摇出并对照二次原理图检查该断路器的隔离位置开关的接通信号是否良好来确认),然后检查机械联锁,通过上下来回拉动机械联锁软钢缆几次,再尝试合闸,如果合闸不成功,还可以采用一边拉动机械联锁软钢缆一边按合闸按钮的方法,直到断路器合闸成功为止。
4)故障案例总结:
此类故障很多情况是因为机械联锁软钢缆连接的机械部件长时间没有操作引起卡涩,导致在发电电源转市电电源过程中机械联锁机构无法顺利到位而合闸不成功。
2 结束语
通过对以上三个故障案例的详细分析总结,对10kV及以下高低压供配电系统出现的一些非典型故障有比较清晰的了解,且在日后工作中遇到类似故障时可以快速解决。同时通过了解三个非常规的故障案例中有关非常规的故障原因,还能在查找常规故障原因遇到困难时知道如何转变思路关注非常规的地方,以便能有效预防和处理此类故障。
参考文献:
[1]GB 50062-92,电力装置的继电保护和自动化装置设计规范[S].
[2]刘栋梁.从3起故障看微机保护装置中密封继电器存在的问题及解决建议[J].电力系统保护与控制,2008(20):97-98+101.