一起水泵变过流保护动作跳闸的处理

一起水泵变过流保护动作跳闸的处理

陈树斌

广东万润工程股份有限公司黄埔分公司广东省广州市510000

[提要]万丰电厂中央水泵房变压器系统的概述，对于发生6kV母线瞬时失压事故时，水泵变容易出现过流保护动作跳闸的原因进行查找分析，提出解决问题方案及防范措施。

[关键词]水泵变过流  原因分析解决方案  防范措施

一、概述：

万丰热电厂一期工程配置两台50MW汽轮发电机组。发电机出口电压10.5kV，在发电机出口引出厂用电分支，经过1#、2#高工变（8000kVA，10.5±2×2.5%/6.3kV）分别向厂用6kV I、II段母线供电。在6kVI、II段母线各接有低工变，分别带380V系统的各段母线。

万丰电厂6kV I、II段母线各接有一台水泵变压器（S9B-1000/6.3，6.3±5%/0.4kV，额定电流：高压侧91.7A、低压侧1443A），分别是1#水泵变61B和2#水泵变62B，在380V中央泵房配电室设置380V A、B两段母线，分别由两台水泵变供电，分列运行。

水泵房配电室380V A、B两段母线主要负荷有：固定的各带有4台额定功率160kW冷却塔风机。A、B段双电源可以切换的负荷：江边泵房有4台37kW的补水泵；综合泵房有4台22kW的工业冷却水泵；输、卸浆泵房有2台30kW的卸浆泵，4台15kW的输浆泵；油泵房有4台37kW的重油泵，2台15kW的轻油泵。

正常运行方式：输、卸浆泵没有直接输送燃料供给锅炉，重油、轻油是备用燃料，江边补水泵是供给自备水厂的来水，电厂自备水厂正常有1200t的存储量。输、卸浆泵房、油泵房、江边泵房等这些配电房的负荷都允许短时间停运。综合泵房配电屏切在A段，综合泵房有4台工业水泵，其中两台是供水给化学除盐车间制水用，另外两台提供工业冷却水。工业水泵在电厂生产流程中是属于比较重要的负荷，一般情况下，不允许工业冷却水中断3分钟以上。

二、事故的发生：

2012年6月12日，厂用1#高工变21B故障跳闸，高备变20B自投成功，由于备用电源联动过程中，控制回路继电器的动作时间和断路器合闸的固有时间，导致了 6kV I段母线出现约0.8秒失压的过程，1#水泵变61B及380V中央泵房A段母线及所带负荷也瞬时失压，其中采用交流控制电源的电机自动停运。在6kV I段母线又恢复电压时，1#水泵变61B过流保护动作跳闸，造成中央泵房A段母线失压事故的发生，影响了电厂的安全运行。

三、事故原因分析：

（一）对1#水泵变61B故障原因进行查找：

1、检查1#水泵变61B及其系统外部无发现有短路现象；

2、检查1#水泵变61B瓦斯继电器内无气体；、

3、测量1#水泵变61B本体及高低压侧系统绝缘电阻合格；

4、测量380V中央泵房A段母线绝缘正常，检查所带负荷绝缘正常；

5、拉开380V中央泵房A段母线所有负荷开关，试对1#水泵变61B充电正常，重新合上各负荷开关，启动有关设备运行正常。

（二）分析事故原因：

1、根据《汕头电力调度中心万丰电厂继电保护定值表》：水泵变过流保护定值高压侧为210A，低压侧为3307A，检查过流保护有按照定值表进行整定。

2、由于冷却塔风机是直流控制电源，在发生母线交流电源失压时，其电源开关一直保持在合闸状态。

3、估算冷却塔风机启动电流：冷却塔风机的额定电流为160÷÷0.38÷0.80≈304(A),一般情况下，启动电流最大可达到额定电流的7倍，7×304=2128（A）。当有两台以上的冷却塔风机同时启动时，其启动电流就会超过1#水泵变61B过流保护的整定值。

4、综上所述，当1#水泵变61B出现失压后恢复电压时，所带的4台冷却塔风机同时启动，启动电流总和超过1#水泵变61B过流保护的整定值，造成1#水泵变61B跳闸。

四、解决方案：

冷却塔风机停运会造成循环水温度上升，影响汽轮机真空，影响机组的经济性，如果冷却塔风机停运时间过长，汽轮机的真空可能下降到保护动作值，致使汽轮机保护动作而停机。

为避免出现多台冷却塔风机同时启动，造成水泵变过流保护动作跳闸，经过我和有关技术人员的探讨，决定在380V中央泵房A、B段母线分别加装电压互感器，在电压互感器二次接入电压继电器，整定为45%额定电压动作，通过中间继电器，接入冷却塔风机控制的跳闸回路中。

（一） 无事故情况下：

1、如果低电压保护直流熔断器3RD、4RD发生熔断，监察继电器JJ线圈失电，常闭接点JJ延时闭合，发出“低电压保护控制回路断线”信号。

2、如果电压互感器二次熔断器有一个熔断，则电压继电器1YJ、2YJ、3YJ至少有一个是线圈失电，至少有一个线圈仍然得电。1YJ、2YJ、3YJ的常开接点至少有一个是闭合的，常闭接点至少也有一个是闭合的，中间继电器1ZJ线圈得电，1ZJ常开接点闭合，发出“电压互感器回路断线”信号。

（二） 事故情况下：

当发生380V中央泵房A段或B段母线失压时：

⑴ 从“380V中央泵房母线电压互感器接线图”可知：电压继电器1YJ、2YJ、3YJ线圈同时失电， 1YJ、2YJ、3YJ常闭接点同时闭合，1YJ、2YJ、3YJ常开接点同时释放，中间继电器1ZJ线圈仍然不得电，1ZJ常闭接点处于闭合状态，时间继电器1SJ线圈得电，经过延时0.5秒后1SJ常开接点闭合，中间继电器1ZJ线圈得电。同时，电流型的信号继电器XJ得电动作掉牌。

⑵ 从改造后的“冷却塔风机电动机接线图”可知：中间继电器1ZJ-I常开接点瞬时闭合，ZKK常开接点在冷却塔风机电动机电源开关合闸时是闭合的，所以跳闸线圈TQ得电，冷却塔风机电动机的电源开关跳闸。

⑶ 待到水泵变压器故障排除，恢复带电运行，向380V中央泵房母线供电正常后，再通知值班员手动分别启动冷却塔风机运行。

这种当发生母线失压，使得电动机电源开关跳闸的过程，就是低电压保护。

380V中央泵房母线电压互感器接线图

冷却塔风机电动机接线图（改造后）

五、防范对策：

1、变压器发生过流保护动作，如果在紧急情况下，可以再试送电一次，如果再跳闸，必须进行严格检查，确认设备无故障，才可以送电。

2、值班员在启动冷却塔风机时，必须逐台进行，待到启动后进入正常的运行状态，方可启动另一台。严禁在一台冷却塔风机启动电流未返回时再启动另一台冷却塔风机。

3、运行中，不准取下380V中央泵房A、B段母线电压互感器的二次侧熔断器，以免造成低电压保护动作而使得冷却塔风机电源开关跳闸。

4、在380V中央泵房A、B段母线运行时，如果需要对母线电压互感器进行停电操作时，应先取下低电压保护的直流熔断器，方可停运电压互感器。

5、运行中，如果发现“低电压保护控制回路断线”信号或“电压互感器回路断线”信号发出，应马上对电压互感器回路或低电压保护回路进行查找，及时消除故障。

参考文献：

1、华田升：《发电厂和变电所电气设备的运行》，水利电力出版社，1992.7

2、李骏年：《电力系统继电保护》，中国电力出版社，1993.10

3、汕头经济特区万丰热电有限公司：《电气运行规程》，2008.7