矸石发电厂厂用系统故障造成越级跳闸分析

李 奇

(黑龙江省龙煤集团双鸭山分公司，双鸭山 155100)

1 厂用系统

1.1 厂用系统的构成

黑龙江省双鸭山矿业集团矸石发电厂厂用系统，由6.3kV高压厂用电系统及380/220V低压厂用电系统构成。380/220V低压厂用电系统中性点为直接接地，采用动力中心(PC)和电动机控制中心(MCC)两级供电的运行方式，其接线如图1所示。

1.2 保护配置

厂用电系统中，6kV系统一般采用中性点不接地的方式，380V系统均采用中性点直接接地的方式。

在6kV中性点不接地系统中发生单相接地故障时，并不破坏厂用电系统线电压的对称性，流过故障点的接地电流主要是电容电流。接地电流素质一般很小，接地电弧能自动消除。所以，系统仍能照常运行，一般允许继续运行1～2h。

在380V中性点直接接地系统中发生单相接地短路时，短路的电流数值很大，将危及电气设备的安全，要求保护装置必须立即动作于跳闸。

1.2.1 6kV 低厂变保护配置

6kV低厂变保护配有过流保护、综合保护、零序保护。

过流保护动作电流，躲过变压器需要自起动的电动机最大起动电流之和，动作时间:与低压熔断器保护配合:t=0.7 s。

综合保护的电流起动值，按变压器额定电流乘以可靠系数整定。动作时间:与变压器的过负荷曲线配合，动作时间:与变压器的过负荷曲线配合取5Iqd(Iqd电流起动值)时，t=8s。

零序反时限保护动作电流按躲过正常运行时变压器中性线上流过的最大不平衡电流，此电流一般不超过低压绕组额定电流的25%整定。

接地保护动作电流:按躲过本线路的零序电流整定.可靠系数大小与保护的动作时间有关，如保护为瞬时动作的零序电流保护，则为防止接地电容电流暂态分量的影响，一般取为4～5;如果保护为延时动作的零序电流保护，可取为1.5～2。动作时间:t=0.2s

1.2.2 380V 保护配置

380V PC电源进线配有反时限过电流保护，按躲过PC段需要自起动电动机的起动电流之和整定，在10IdZj(IdZj动作电流)时间为 0.5s。

380V MCC电源进线接地保护，按躲过MCC段全部电动机起动或自起动时的不平衡电流整定，在10IdZj(IdZj动作电流)时间为 0.5s。

图1

380V保护电动机接地保护，按躲过电动机起动或自起动时的不平衡电流整定，根据运行经验，一次动作电流的数值为额定电流的10～20%，这里取20%Ie。

1.3 ME开关的性能

(1)双鸭山矿业集团矸石发电厂380V电压等级的开关采用长征电气九厂生产的ME系列万能式短路器，型号为ME－630型带过电流脱扣器，自动空气开关脱扣器长延时电流整定范围200～400A，动作特性为反时限动作，见表1。瞬动、短延时电流整定范围2～4kA。

表1

(2)双鸭山矿业集团矸石发电厂380/220V工作段(以1APC为例)ME开关整定值，见表2。

2 380/220V MCC负荷接地短路造成6kV侧开关跳闸的原因分析

由于380/220V MCC下的负荷只有热继电器保护，当380/220V MCC段以下负荷接地时由于通过热继电器的电流不算很大，此负荷热继电器不能动作，并且PC段及MCC段零序电流也不是很大，没有达到保护额定电流的20%，各零序电流继电器也不足以动作，并且从表1中ME开关的性能分析上看也不能短时切除此过故障。此时负荷是单相接地存在负序电流，足以使6kV侧厂用变压器微机综合保护中的负序电流动作，造成66kV侧开关越级跳闸。

3 解决方案

(1)双鸭山矿业集团矸石电厂在380V系统中，采用中性点直接接地的方式，可靠性不高。由于单相接地故障占各类故障的90%以上，双鸭山矿业集团矸石电厂的照明和检修是采用独立电源，因此经过经济技术条件的比较，确定在380V系统中是否应采取380V系统中性点不接地的方式，以增加厂用电系统的可靠性;

(2)当采取380V系统中性点不接地的方式，此时发生单相接地故障时，流入故障点的为电容电流，故障电流很小。可以取消部分厂用变压器综合保护的负序电流保护跳闸逻辑，即将负序电流保护由跳闸改为投信号;

(3)加强对380/220V MCC负荷热继电器保护定值的调整，保证定值的准确性，减小应由热继电器动作跳闸却拒动时，造成越级跳闸的事故;

(4)对380/220V MCC负荷，采取加装相应的断相保护，以保证负荷在单相接地时的正确跳闸，避免出现越级跳闸事故的发生。

表2

通过采取以上措施，可以避免380/220V MCC负荷单相接地故障时，造成6kV工作变高压侧开关越级跳闸事故的发生，确保厂用电系统的安全稳定运行，增强可靠性。