6kV配电室越级跳闸原因分析与改进

发表时间:2020/8/18   来源:《中国电业》2020年3月8期   作者:操胜
[导读] 本文探讨了6kV用电设备短路而造成的越级跳闸事故产生的原因,并且提出了相对应的解决措施,以有效消除或者避免由于配件室越级跳闸而造成的威胁,确保设备正常运行。
        摘要:作为电力系统的有效保证,整体电气设备及电网安全运行的机电保护装置,在整个电力系统中占据重要部分,由于其重要意义,继电保护装置必须具备有可靠速度选择以及灵敏等多种特性。因为一旦电气设备运动过程中出现短路故障,可能会导致有关的电器保护装备出现雾灯或是聚动功能以扩大整体供电事故,损坏电气设备,甚至会导致整个电力系统瓦解,无法正常工作。本文探讨了6kV用电设备短路而造成的越级跳闸事故产生的原因,并且提出了相对应的解决措施,以有效消除或者避免由于配件室越级跳闸而造成的威胁,确保设备正常运行。
        关键词:6kV配电室;越级跳闸原因;改进策略
        引言
        在电力系统中,继电保护装置是保证电网安全运行、保护电气设备的主要装置,是电力系统的重要组成部分。继电保护装置必须具有“选择性”、“速动性”、“可靠性”、和“灵敏性”。每个继电保护装置由电流、电压互感器及二次回路,继电保护装置本体,跳闸线圈及联动机构等组成。当运行中的电气设备发生短路故障时,其保护装置"拒动或误动",必将引起供电事故的扩大或损坏电气设备,严重时可造成整个电力系统崩溃瓦解。
        1越级跳闸案例
        案例1:一炼轧转炉配电室范6317进线跳闸,同时范站范6317出线也跳闸。跳闸原因为一炼轧转炉配电室范6317段母线所带转炉水处理#1变电缆中间接头老化放炮,转炉水处理#1变高压柜保护装置未及时动作,一炼轧转炉配电室范6317进线及范站范6317出线保护装置动作。
        故障点为d1点。为了避免系统短路时,长时间的故障电流造成低电压保护动作,该公司所有速断保护均无延时,即范站范6317、一炼轧转炉配电室范6317及转炉水处理#1变的速断定值均为0s。为了确保保护装置满足灵敏性要求,范站范6317、一炼轧转炉配电室范6317开关的保护装置整定值均覆盖到故障区域,因此故障发生时三处开关的保护装置均感应到故障电流,其中转炉水处理#1变保护装置还未动作,上两级的保护装置已先动作切断故障电流。后调试检查转炉水处理#1变保护装置可正常动作。
        案例2:某公司二炼轧漩流沉淀池A1泵组#3水泵电机发生故障,出现越级跳闸。故障导致#3水泵电机开关的保护装置速断动作,同时引起二炼轧二期连铸I段进线开关、二炼轧主控楼开关站送二期连铸I段开关、二炼轧主控楼开关站I段进线开关以及西站西1013开关越级跳闸。
        该事故中所有速断保护均为0S动作,为满足灵敏性要求,其定值均超出其保护范围。对保护装置而言,均为正常动作。因各站所为无人值守,故断电后无法知道问题所在,造成恢复时间过长,不仅影响二炼轧生产,甚至还导致上下游工序中断。
        2 6kV配电室越级跳闸原因分析
        因为在这些配电室的供电方式为母线分段运行,且由双回路进行供电,由于二配电多次使用之后,所应用的电动机由于短路而出现故障,当故障扩大有关设备的回路保护装置发生误动或是触动等动作的同时,将会越级顶掉上一级110kV变电站充电柜开关时所造成的故障,而除了充电柜这一设备之外,还可能会由于电容柜、变压器柜、高压电机柜以及出电回路柜等仍然配备有电磁式机电保护,可以进行速断或是过流等保护,其中速断保护指的就是具备有更高选择性且更为迅速且自动化的切除短路故障线路。过流保护指的就是如果整体电力线路中能够承受的负荷电流超出额定值,或者是由于出现其余的异常状况而进行报警或是切除跳闸,其原因可能会由于进行了速断保护。


        3 6kV配电室越级跳闸改进策略
        3.1确定改进方案
        选择性启动机电保护装置,主要是通过结合前期以及后期机电保护之间的不同动作,有效配合实践,为了解决这一问题确定改进方案,则需要由焦化厂申请有关部门修改本身的保护定制,有关部门则派遣专门人员进入到焦化厂中,考虑到产能的方面,技术参数可能会造成限制。采取一定的措施及时处理配电所出现的短路故障,通过提高二配电继电保护的速断性,而使整体继电保护具备较高的速动性。一般情况下,要提高企业保护的速断性,需要使得二配电当中各个高压柜具备,有较高的机电保护动作速度。一般情况下,断路器所具备的分闸时间较为固定,时间较为快的往往低于0.1秒,比如说新型真空断路器,而速度较慢的,大多围绕着0.2秒左右。
        3.2实施过程
        在实施过程中,需要将CD10电磁操作机构以及少油断路器直接拆除掉,而在断路器使用安装VJ12型真空断路器之后,拆掉配备的电磁式继电器,直接的更换掉仪表门,之后在仪表室中安装综合保护单元,之后将电流互感器进行更换,同三相母五线连接到一起,再连接到二次线上,以充分的调用五防装备,之后由有关工作人员专门调试一次线路以及二次线路,在进行开关的调试,启动综合保护装置,进行实验,检测其耐压程度,之后再开展实验,测定保护定制,最后速断判断试验效果。在此次改造过程中,需要始终确保母线充分供电之后,分区域逐步完成改造工作。
        3.3改进效果
        作为一种有效的集合测控保护,以及遥控多个特点的新型综合自动化保护系统,整个系统中在各个高压柜仪表室中全都分布安装有保护测控单元,同时每一个测控单元使用16位CPU,具备较高性能的芯片作为核心部件,而在核心部件周围还分别布置有采集模块,电流模块,版面控制模块、电压模块、遥信模块、遥控模块等多种模块,其中以RS485总线进行微机通讯。应用断路器进行控制,相比于整定值而言,瞬时通过的电流更大,那么其动作时间应当远远小于0.01秒。
        如果VJ12型真空断路器合闸完成之后,能够同时完成分闸储能操作,那么分闸线圈带电之后,可能会由于脱扣器撞击分闸半轴而导致分闸线圈产生转动,释放分闸扣板,此时在储能弹簧的作用之下,将会迅速断开断路器的触头,此时分闸的时间往往为0.02秒到0.05秒之间的任意值。因此经过改造,VJ12型真空断路器动作时间往往为0.06秒左右,这极大的提高了跳闸的速度。
        围绕着继电保护装置的选择性,如果二配电回路出现短路故障,那么在该电路当中顺势通过短路部分的电流不低于3370安培,此时配电柜出现柜速断保护以及变电站的速断保护检测值远大于整定值电流。
        结语
        在将设备和物料运行过程时能够极大的缩短闸门分合的速度,而如果二配电着某一个回路由于短路而出现了故障,应用故障回路保护装置能够自动化有选择性的迅速切断,短路部分的故障极大提高了整体电力系统的安全性及稳定性,同时在技术改造之后,整体焦化厂中所应用的各项操作技术指标都从行业标准相符合,而极大的缩短了站场中可能会产生的越级跳闸的安全隐患。
        参考文献
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        [6]《ZN系列真空开关越级跳闸分析及对策》.张洋,鲜锦,隋琳琳,《科学与财富》2015年第10期.
        [7]刘介才编撰.工厂供电.北京:机械工业出版社,1987:136-162.
        [8]朱献清主编.物业供电与电气设备.北京:机械工业出版社,2001:269-300.
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