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直流接地引起機(jī)組停運(yùn)的原因分析
摘要 文章分析了直流接地引起主機(jī)停運(yùn)的原因，并提出了改進(jìn)方案，實(shí)施了防范措施。
關(guān)鍵詞直流接地 保護(hù)誤動(dòng) 機(jī)組停運(yùn) 改進(jìn)方案
衡豐發(fā)電有限責(zé)任公司集控一單元直流系統(tǒng)電壓等級(jí)均為220V，網(wǎng)控與各單元集控室的直流系統(tǒng)分別獨(dú)立，為提高可靠性，各系統(tǒng)間設(shè)有聯(lián)絡(luò)刀閘，可互為備用；集控室控制直流系統(tǒng)采用單母線接線方式，每臺(tái)機(jī)裝設(shè)1組GFD－420AH型鉛酸蓄電池(104只電瓶)，2臺(tái)機(jī)組選用3臺(tái)KVA41－100/315V可控硅整流充電裝置，其中1臺(tái)作為兩機(jī)組的公共備用充電裝置，以供給集控室高/低壓配電裝置，集控室電氣設(shè)備的控制、保護(hù)和通訊等直流負(fù)荷用電。
1 直流接地引起機(jī)組停運(yùn)
2003－03－06T15：23，2＃發(fā)電機(jī)負(fù)荷300MW，機(jī)組正常運(yùn)行；15：24，2＃發(fā)電機(jī)主盤發(fā)出“控制直流絕緣下降”信號(hào)，運(yùn)行人員用絕緣監(jiān)測(cè)裝置切換把手測(cè)量對(duì)地電壓，負(fù)對(duì)地75V，正對(duì)地125V；40s后，2＃發(fā)電機(jī)跳閘，主控制盤及保護(hù)盤發(fā)出“熱工保護(hù)動(dòng)作”、“控制直流接地”信號(hào)。調(diào)取故障時(shí)刻錄波報(bào)告發(fā)現(xiàn)，熱工保護(hù)動(dòng)作開(kāi)關(guān)量首先動(dòng)作，約2個(gè)周波(40ms)后，發(fā)電機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)電壓、電流明顯突變，41E開(kāi)關(guān)跳閘，F(xiàn)MK跳閘。對(duì)比原來(lái)發(fā)電機(jī)因熱工保護(hù)動(dòng)作跳閘的錄波圖發(fā)現(xiàn)，兩次錄波狀況一致，由此證明熱工保護(hù)動(dòng)作是此次2＃發(fā)電機(jī)跳閘的 主要原因。
機(jī)組跳閘后對(duì)發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)回路進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)C129線接至第85檔端子，端子排84、85檔之間通過(guò)連片短接；而第85檔端子接熱工保護(hù)24V電源回路，C129本身帶有－110V電壓。經(jīng)分析認(rèn)為：C129線不應(yīng)當(dāng)接在第85檔端子處，應(yīng)與24V熱控弱電回路分開(kāi)。后將C129接線挪至第86檔端子，將端子排84、85檔之間的連片拆除。發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)端子排接線示意圖見(jiàn)圖1。
事件發(fā)生前，如圖1所示，各箭頭均表示熱工各保護(hù)繼電器的出口接線經(jīng)過(guò)該端子排并聯(lián)在一起，進(jìn)入遙控停機(jī)柜，這些設(shè)備并聯(lián)后與發(fā)電機(jī)220V熱工保護(hù)回路的C129線連接在一起，其中熱工24V保護(hù)回路的主汽門關(guān)閉，繼電器ZJ121A輸出線C129線與熱工24V保護(hù)回路的84端子直接相連，再經(jīng)過(guò)84與85之間連片送至發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)K3繼電器處。86端子為獨(dú)立的備用端子。
事件發(fā)生后，將C129線與熱工24V回路的84端子解開(kāi)，并拆除84與85之間的連片，將C129線接到第86端子上，其熱工24V保護(hù)回路與發(fā)電機(jī)220V熱工保護(hù)回路完全隔離開(kāi)。
2 原因分析
2.1 兩點(diǎn)接地引發(fā)跳機(jī)
直流系統(tǒng)發(fā)生2點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動(dòng)示意圖見(jiàn)圖2。如果發(fā)生2點(diǎn)接地即：直流正電源回路有1點(diǎn)接地(K1點(diǎn)處)，同時(shí)在C129回路(K2點(diǎn)處)再發(fā)生1點(diǎn)接地，就能使繼電器K3動(dòng)作跳閘。針對(duì)這種可能，保護(hù)人員對(duì)C129回路(帶繼電器)進(jìn)行對(duì)地絕緣測(cè)試，絕緣電阻大于200MΩ，回路不存在接地，因此這種可能性可以排除。2＃機(jī)跳機(jī)時(shí)，直流系統(tǒng)的確發(fā)生了直流接地，但只是負(fù)電源接地，后驗(yàn)證為蓄電池組中有1組接地。
2.2 回路短路引起保護(hù)動(dòng)作
如果C101、C129之間發(fā)生短路也會(huì)造成K3繼電器動(dòng)作跳閘，實(shí)測(cè)C101、C129之間電壓為220V。斷開(kāi)直流電源，在熱工ETS小間端子排處斷開(kāi)熱工回路線，帶K3繼電器進(jìn)行絕緣測(cè)量，絕緣電阻大于200MΩ。證明C101、C129之間不存在短路，因此這種可能被排除。
2.3 繼電器接點(diǎn)抖動(dòng)引發(fā)跳機(jī)
如果在運(yùn)行中繼電器發(fā)生接點(diǎn)抖動(dòng)，也可能引發(fā)跳機(jī)。例如繼電器彈簧無(wú)拉力或發(fā)生保護(hù)盤強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)造成繼電器接點(diǎn)抖動(dòng)，都可以引起跳機(jī)。對(duì)此進(jìn)行了認(rèn)真檢查，結(jié)果繼電器彈簧拉力正常，接點(diǎn)間隙符合要求；因2＃機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)無(wú)工作，不存在引起振動(dòng)的可能；跳機(jī)時(shí)只有運(yùn)行人員在控制盤處測(cè)量直流電壓，周圍無(wú)任何其它人員，因此可以排除其它原因引起振動(dòng)造成停機(jī)的可能。
2.4 熱工端子排接線存在問(wèn)題，同時(shí)蓄電池負(fù)極實(shí)接地引發(fā)熱工保護(hù)繼電器動(dòng)作跳機(jī)
圖3為電氣保護(hù)與熱工回路的實(shí)際接線示意圖。由圖3可以看出，當(dāng)發(fā)電機(jī)控制直流絕緣良好時(shí)，正對(duì)地電壓與負(fù)對(duì)地電壓均為110V，這樣通過(guò)C129端子線相連的熱工24V回路設(shè)備對(duì)地電壓也 為110V，由于發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)C129接線端并接了許多熱工24V回路的保護(hù)設(shè)備，大大增加了K3繼電器C129端的對(duì)地電容容量。當(dāng)控制直流母線負(fù)極發(fā)生實(shí)接地時(shí)(即K3繼電器的另一端直接接地，實(shí)為蓄電池負(fù)極接地后測(cè)對(duì)地電壓為0)，此時(shí)熱工24V保護(hù)回路的所有設(shè)備通過(guò)K3繼電器向控制直流負(fù)極端放電，當(dāng)電容容量足夠大時(shí)，相當(dāng)于在熱工K3繼電器兩端加上了110V的直流電壓，從保護(hù)的動(dòng)作情況來(lái)看，熱工保護(hù)K3繼電器(內(nèi)阻為33kΩ)的動(dòng)作值偏低(這一點(diǎn)在停機(jī)后的檢查中已得到驗(yàn)證)，放電電壓幅值及放電時(shí)間達(dá)到了K3繼電器動(dòng)作值，K3接點(diǎn)閉合，啟動(dòng)了跳閘出口繼電器，從而造成發(fā)電機(jī)主油開(kāi)關(guān)跳閘，引起了主機(jī)停運(yùn)。
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2.5 對(duì)熱工保護(hù)K3繼電器的檢查
直流接地引起主機(jī)停運(yùn)后，對(duì)熱工保護(hù)回路進(jìn)行了徹底檢查，當(dāng)在熱工保護(hù)K3繼電器兩端加直流電壓時(shí)，剛加到95V繼電器就動(dòng)作了，由此判定發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)K3繼電器動(dòng)作電壓值偏低，將其更換為新的熱工保護(hù)繼電器；同時(shí)對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，糾正了強(qiáng)、弱電端子排混接在一起的錯(cuò)誤。
3 結(jié)論與防范對(duì)策
a.ETS小間遠(yuǎn)控停機(jī)柜存在接線錯(cuò)誤，且直流系統(tǒng)強(qiáng)弱電連在一起，造成保護(hù)誤動(dòng)。
b.直流系統(tǒng)發(fā)生實(shí)接地時(shí)，由于發(fā)電機(jī)熱工保護(hù)K3繼電器本身動(dòng)作電流偏低，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作引起主機(jī)停運(yùn)。
c.針對(duì)C129強(qiáng)電回路接入24V弱電回路，NDGJ 8-89《火力發(fā)電廠、變電所二次回路接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》第6.4.11條規(guī)定：強(qiáng)電與弱電回路的端子排應(yīng)分開(kāi)布置，如有困難時(shí)，強(qiáng)、弱電端子之間應(yīng)有明顯的標(biāo)志，應(yīng)設(shè)空端子隔開(kāi)，如弱電端子排上要接電芯時(shí)，端子之間應(yīng)設(shè)加強(qiáng)絕緣的隔板。
d.對(duì)有關(guān)保護(hù)繼電器的動(dòng)作值進(jìn)行檢驗(yàn)，避免保護(hù)誤動(dòng)作的再次發(fā)生。
e.對(duì)絕緣監(jiān)察裝置進(jìn)行定期檢查，防止直流系統(tǒng)發(fā)生1點(diǎn)接地時(shí)，因絕緣監(jiān)察裝置存在問(wèn)題而造成2點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動(dòng)作。
如何分辨正版的松下蓄電池
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