浅析中压保护装置直流回路窜人交流电的影响及整改
扫描二维码
随时随地手机看文章
引言
某厂10kV/0.4kV和6kV/0.4kV变压器大于2000kVA的使用两套ABBREF542p1us保护装置,一套主保护,一套后备保护,小于2000kVA的使用一套ABBREF542p1us保护装置,保护供电和跳闸回路均为220V直流电。但在电气调试阶段,发生一起6kV母线上所有6kV/0.4kV变压器同时跳闸事故,检查发现保护回路直流电窜入交流,造成变压器非电量保护跳闸。
1PP中心变电所1#、2#、3#、4#变跳闸事故经过
2012-10-17T08:34,PP装置施工单位人员将低压开关柜sGL01-12-1(高压电机1810-K-502s空间加热器）抽屉柜推至运行位置,合上低压开关后,4台变压器(sGN01-51#变、sGN01-62#变、sGN01-73#变、sGN01-84#变）高压侧开关及相应的低压侧进线开关同时跳闸,检查发现4台变压器高压侧ABBREF542p1us保护装置动作信号(相关报警指示灯亮）分别为:1#变压器来压力释放、重瓦斯、温度高高,2#变压器来压力释放、轻瓦斯,3#变压器来轻瓦斯、重瓦斯、温度高,4#变压器来压力释放、重瓦斯、温度高、轻瓦斯:哈光宇综自系统后台4台变压器均来相应的报警信号:直流屏来接地信号。
备注:
(1）跳闸前该6kV母线分列运行,6kVI段母线带1#、3#变运行,6kVⅡ母线带2#、4#变运行。
(2）1#、2#、3#、4#变压器使用的保护装置为ABBREF542p1us,变压器非电量信号(重瓦斯、轻瓦斯、压力释放、温度高、温度高高）经变压器本体相关继电器常开辅助接点接入到542p1us开入量,然后经开出量到跳闸回路。
(3）非电量信号中重瓦斯、压力释放和温度高高均动作于跳闸,跳闸时联调低压进线开关,其他信号均动作于告警。
(4）PP装置6kVI、Ⅱ段母线所有柜直流电都来自PP变电所1#直流屏。
现场事故原因:
(1）断开sGL01-12-1低压开关柜,直流接地消失,4台变压器保护动作信号均可复位。
(2）检查低压开关柜sGL01-12-1(高压电机1810-K-502s空间加热器）控制回路一常闭辅助接点一端来自6kV高压电机柜2400sGN01-26(1800-K-502sM）,开关辅助接点如图1所示,在6kV高压电机柜处与直流小母线负极误短接,由于低压开关柜sGL01-12-1控制电源采用交流220V,故当低压开关柜合闸后,低压交流220V电直接窜入到6kV系统直流小母线负极。
2现场试验
(1）按照4台变压器跳闸时的情况进行试验,合上1#、2#、3#、4#变压器(合闸前相关信号已复位）,同时为了检验此情况对相应电机柜是否有影响,试验前合上一台有来自开入量信号（DCs停车）跳闸的电机柜（sGN01-20）,合上一台没有来自开入量信号跳闸的电机柜（sGN01-22）:试验时直流系统电压正常。
（2）sGL01-12-1（高压电机1810-K-502s空间加热器）抽屉柜推至运行位置,直流系统来接地信号,负极接地。
（3）合上sGL01-12-1（高压电机1810-K-502s空间加热器）开关,1#变压器来压力释放、重瓦斯、温度高高:2#变压器来压力释放、轻瓦斯:3#变压器来轻瓦斯、重瓦斯、温度高:4#变压器来压力释放、重瓦斯、温度高、轻瓦斯:电机柜（sGN01-20）来DCs停车信号跳闸:电机柜（sGN01-22）未跳闸。合低压开关时相关中压保护内部继电器均有动作声音。
（4）重复一次试验信号、结果不变,如表1所示。
3图纸分析
变压器部分:控制电压＋110+DCKV＋101电缆先接入变压器本体保护及信号节点上端,变压器本体保护及信号节点下端接入MRE542Fp1s开关量输入端上端,MRE542Fp1s开关量输入端下端接入控制电压-110+DCKV-102。
以图2中虚线框部分为例,当变压器正常运行时,2D38-2D64节点断开,仅2D38端存在＋110+DC,2D64端悬空,电缆131不带电荷,x30.d2端悬空,x30.z2端存在-110+DC。此时x30.d2与x30.z2不存在电势差,MRE542Fp1s判定该输入量为非真。当且仅当x30.d2与x30.z2的电势差大于143+DC时,MRE542Fp1s判定该输入量为真。
4综合分析
以图2中虚线框部分为例:从外回路检查结果来看,MRE542Fp1s动作时,其开关量输入节点负端即102电缆误接入220+AC,其电压变为-110+DC叠加220+AC。此时,x30.z2对地电势差为-110+DC混合220+AC,但2D38-2D64节点断开,表明2D64节点、131电缆及x30.d2应悬空,即对地不存在电势差,那么x30.d2与x30.z2两点间也不存在电势差,MRE542Fp1s应判定该输入量为非真。但是从结果看,此时MRE542Fp1s判定该输入量为真,即x30.d2与x30.z2两点间存在大于143+DC电势差,也就是说x30.d2对地同样存在电势差。从现场接线来看,应是电缆131存在不大于＋30+的电势。
MRE542Fp1s开关量输入回路试验验证情况如表2所示。
交直流叠加波形如图3所示。
从以上交直流叠加波形来看,其变化周期仍为20ms,其峰值部分的电压有效值大于MRE542Fp1s开关量输入判定电压,因此当x30.d2对地存在电势差时,x30.d2与x30.z2两点间的电势差周期性大于143+DC,导致MRE542Fp1s对x30.d2与x30.z2开关量输入的判定呈周期性变化:真二非真二真二非真二真。
5整改措施
（1）鉴于该开关量判定呈周期性变化,在开关量输入后加入延时启动逻辑[2],确保开关量输入必须保持一定时间后才认为是有效输入,才能触发相关逻辑。具体延时长度初步设定为20ms左右,要求ABB工程师带示波器到现场进行详细测定及录波分析。
（2）要求ABB公司修改开关量采样回路,增加滤波功能,滤去交流分量:或者修改开关量采样回路,要求开关量采样端两端各自对地有30～50+压差,且两端之间的压差大于143+,才判定该开关量输入采样有效。
（3）要求施工单位对于单母分段的中压母线,使两段母线直流电来至不同的直流屏,防止两条母线上的变压器同时动作。
下载文档
