6kV系统接地并产生谐振故障分析及处理

摘 要 发电厂因对地面施工，将埋地的砖厂变6kv电缆损坏，使1#机组A相发生间歇性电弧接地，而后产生PT铁磁谐振，引起1#机组6kV1A、1B段母线PT高压侧保险熔断，母线电压迅速降低并波动，各高压电机设备的PT断线闭锁保护动作，但由于PT保险熔断后电弧瞬时又将PT保险导通，PT断线闭锁保护解除，致使相关电机设备低电压保护动作跳闸，1#锅炉首出汽包水位低低保护动作，造成1#机组停运。另外2#机组公用变接带的送风机变频器电源取自1#机组6kV1B段，由于公用变BZT动作延时较长，使#2炉送风机变频器失电，电机转全速运行，2#炉炉膛正压高高保护动作，导致2#机组停运。

关键词 6kV系统接地；谐振；PT保险

中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）64-0086-01

1系统简介

两台高厂变分别接带6kV母线，接线形式为单母线分段运行。另外配置有启备变，作为厂用6kV母线的备用电源，均为不接地系统，并配置有快切装置，可实现厂用6kV母线段与备用段自动切换，保证了机组安全稳定运行。

2 故障现象及处理经过

集控室内照明灯瞬间变暗，电气1#机组DCS屏发出声光报警，首出“6kV重故障 ”信号。6kVIB段A相电压接近零并波动，B、C相电压1kV并波动，厂用电快切动作，6kVIB段倒换至备用段接带，倒换后备用段A相电压接近零，1#机组2#给水泵、2#送风机低电压保护动作跳闸，1#给水泵联启不成功，锅炉汽包水位低低报警，1#机组跳闸，6kVIA段自动快切装置因备用段电压异常，快切装置闭锁，没能动作而失压。由于备用段电压波动快切闭锁，手动强合6kVIA段610A开关，手动将6kVIA段倒换至备用段接带，强合后6kVIA段母线电压波动，A相为零，B相电压在1kV波动，IB段母线电压0.5kV波动，判断为IB段故障引起备用段及IA段电压波动，将6Kv IB段停电，备用段电压恢复正常，6kVIA段B相电压仍为零。由于两台给水泵欠压保护动作不能启动，1#炉干锅。同时因6kVIB段电压异常，主厂房公用变跳闸，公用段BZT动作成功，公用段切换至低备变接带后电压恢复正常，但因#2炉送风机变频器电源接于公用段，BZT动作过程中瞬时失压导致#2炉送风机变频器跳闸，送风机转为工频运行，由于调整不及时，#2炉正压很快达到1680Pa，炉膛压力高高报警，#2锅炉灭火，#2机组停运。由于之前拉停故障的6kVIB母线段后备用段电压已恢复正常，#2机组停运后6kVIIA、6kVIIB段厂用电快切切换成功。随后检查6kVIB段故障原因时发现6kVIB段 PT保险A、C相保险熔断，设有低电压保护的设备报警为“PT断线闭锁”、“欠压保护”动作，更换保险后用备用段对6KvIB段母线充电，A相电压仍接近为零并波动，采用试拉法查找接地点，拉至砖厂变时6kV1B段电压恢复正常，将砖厂变停运。倒换IA段母线所带负荷，停运IA段母线，检查IA段母线PT时发现PT B相保险烧坏，更换后IA段母线恢复正常。

3 故障原因

1）由于一些后添加的设备电缆无法进入电缆沟，采用埋地法但埋地又不深，且没有穿电缆管，并且埋地电缆没有作地面标示，土建施工时不清楚是否埋设有电缆，易发生电缆被损坏事故。本次事故为土建施工使砖厂变高压侧电缆破损后造成单相间歇性电弧放电接地，PT铁心出现饱和或接近饱和阻抗变小，阻抗与容抗相等，产生并联谐振，PT一次侧电流增大，导致6kV IA、6kV IB段PT高压保险熔断，造成二次设备失压，6kV设备欠压保护取自各自母线段PT二次，“PT断线闭锁”动作后应闭锁“欠压保护”，但由于PT保险没能彻底烧断，瞬时又接通，导致2#给水泵等设备“PT断线闭锁”保护解除，使保护误认为母线失压而使“欠压保护”动作跳闸，1#给水泵未联启成功，使锅炉汽包不能补水，1#炉汽包水位低低保护动作停炉；

2）在这次事故中，暴露出在故障处理过程中，由于缺乏统一、协调的指挥，加之运行及检修人员经验不足，应对6KV系统接地后产生谐振的判断不清楚，最终导致事故的发生；

3）由于小电流接地选相装置、消谐装置未动作，不能够帮助快速查找接地点，使故障查找延误时间；

4）由于公用段，BZT切换时间较长（2s），#2炉#2送风机变频器瞬时失电，导致#2炉送风机转工频运行，使正压增至保护动作值。

4 分析处理的顺序方法

1）首先询问机炉有无启停设备，有无设备跳闸及其它异常情况，尽快停用有可疑现象的用电设备；

2）其次检查小电流选相装置有无选出故障设备，如无，可利用备用变分段接带厂用6kV母线，通过电压的变化判别是哪段母线故障，同时可判别出工作高压厂变是否故障，以缩小查找范围；

3）第三试拉停运行环境较为恶劣变压器、电缆经过潮湿环境、在外或跨墙穿过的设备；

4）第四试拉停变压器设备、备用设备、不影响机组的运行，可暂时停电的设备；

5）第五试拉需要倒换负荷才能停运的变压器或可以进行切换的高压电机，虽然切换负荷操作较为复杂，需时较多，但仍能维持机组运行的设备；

6）第六检查PT本体及其一、二次保险，拉出时需退出低电压保护，防止拉出瞬间PT断线闭锁保护解除；

7）第七可暂时停运影响机组负荷的设备，瞬停应急机组安全运行的设备；

8）如以上查找仍未找出故障点，应考虑母线段故障的可能性。

5 防范措施

将新增电缆穿过道路部分穿镀锌管，要不至于被车辆压坏或路面损伤造成电缆损坏，直埋电缆部分埋设深度要大于0.7m，并做好标示。厂外用电客户电源接线应与厂用电隔离开，以防外接电源的扰动影响机组的安全正常运行。加强对小电流接地选相装置、消谐装置定期试验、效验。对6kV母线及所接带设备电缆、开关定期试验、维护。加强统一协调、指挥并加强人员的技能培训工作。手动将6kVIA段倒换至备用段，判断清楚故障母线后，必要时退出#1给水泵低电压保护，启动给水泵，防止锅炉干锅。将#2炉送风机变频器电源接至主厂房UPS电源柜，确保不失电而影响另一台机组。