直流接地引起机组停运的原因分析

直流接地引起机组停运的原因分析直流接地引起机组停运的原因分析 衡丰发电有限责任公司集控一单元直流系统电压等级均为 220v 网控与各单元 集控室的直流系统分别独立 为提高可靠性 各系统间设有联络刀闸 可互为 备用 集控室控制直流系统采用单母线接线方式 每台机装设 1 组 gfd 420ah 型铅酸蓄电池 104 只电瓶 2 台机组选用 3 台 kva41 100 315v 可控硅整流充 电装置 其中 1 台作为两机组的公共备用充电装置 以供给集控室高 低压配电 装置 集控室电气设备的控制 保护和通讯等直流负荷用电 1 直流接地引起机组停运直流接地引起机组停运 2003 03 06t15 23 2 发电机负荷 300mw 机组正常 运行 15 24 2 发电机主盘发出 控制直流绝缘下降 信号 运行人员用绝缘监测装置切换把手测量对地电压 负对地 75v 正对地 125v 40s 后 2 发电机跳闸 主控制盘及保护 盘发出 热工保护动作 控制直流接地 信号 调取故障时刻录 波报告发现 热工保护动作开关量首先动作 约 2 个周波 40ms 后 发电机跳闸 发电机电压 电流明显突变 41e 开关跳闸 fmk 跳闸 对比原来发电机因热工保护动作跳闸的录波图发现 两 次录波状况一致 由此证明热工保护动作是此次 2 发电机跳 闸的 主要原因 机组跳闸后对发电机热工保护回路进行了检查 发现 c129 线接至第 85 档端子 端子排 84 85 档之间通过连片短接 而 第 85 档端子接热工保护 24v 电源回路 c129 本身带有 110v 电压 经分析认为 c129 线不应当接在第 85 档端子处 应与 24v 热控弱电回路分开 后将 c129 接线挪至第 86 档端子 将 端子排 84 85 档之间的连片拆除 发电机热工保护端子排接线 示意图见图 1 事件发生前 如图 1 所示 各箭头均表示热工各保护继电器的出口接线经过该 端子排并联在一起 进入遥控停机柜 这些设备并联后与发电机 220v 热工保护 回路的 c129 线连接在一起 其中热工 24v 保护回路的主汽门关闭 继电器 zj121a 输出线 c129 线与热工 24v 保护回路的 84 端子直接相连 再经过 84 与 85 之间连片送至发电机热工保护 k3 继电器处 86 端子为独立的备用端子 事件发生后 将 c129 线与热工 24v 回路的 84 端子解开 并拆除 84 与 85 之间的连片 将 c129 线接到第 86 端子上 其 热工 24v 保护回路与发电机 220v 热工保护回路完全隔离开 2 原因分析原因分析 2 1 两点接地引发跳机两点接地引发跳机 直流系统发生 2 点接地引起保护误动示意图见图 2 如果 发生 2 点接地即 直流正电源回路有 1 点接地 k1 点处 同时 在 c129 回路 k2 点处 再发生 1 点接地 就能使继电器 k3 动作 跳闸 针对这种可能 保护人员对 c129 回路 带继电器 进行对 地绝缘测试 绝缘电阻大于 200m 回路不存在接地 因此这 种可能性可以排除 2 机跳机时 直流系统的确发生了直流接 地 但只是负电源接地 后验证为蓄电池组中有 1 组接地 2 2 回路短路引起保护动作回路短路引起保护动作 如果 c101 c129 之间发生短路也会造成 k3 继电器动作跳 闸 实测 c101 c129 之间电压为 220v 断开直流电源 在热 工 ets 小间端子排处断开热工回路线 带 k3 继电器进行绝缘测 量 绝缘电阻大于 200m 证明 c101 c129 之间不存在短路 因此这种可能被排除 2 3 继电器接点抖动引发跳机继电器接点抖动引发跳机 如果在运行中继电器发生接点抖动 也可能引发跳机 例 如继电器弹簧无拉力或发生保护盘强烈振动时造成继电器接点 抖动 都可以引起跳机 对此进行了认真检查 结果继电器弹 簧拉力正常 接点间隙符合要求 因 2 机处于运行状态 保 护无工作 不存在引起振动的可能 跳机时只有运行人员在控 制盘处测量直流电压 周围无任何其它人员 因此可以排除其 它原因引起振动造成停机的可能 2 4 热工端子排接线存在问题 同时蓄电池负极实接地引发热工端子排接线存在问题 同时蓄电池负极实接地引发 热工保护继电器动作跳机热工保护继电器动作跳机 图 3 为电气保护与热工回路的实际接线示意图 由图 3 可 以看出 当发电机控制直流绝缘良好时 正对地电压与负对地 电压均为 110v 这样通过 c129 端子线相连的热工 24v 回路设 备对地电压也 为 110v 由于发电机热工保护 c129 接线端并接 了许多热工 24v 回路的保护设备 大大增加了 k3 继电器 c129 端的对地电容容量 当控制直流母线负极发生实接地时 即 k3 继电器的另一端直接接地 实为蓄电池负极接地后测对地电压 为 0 此时热工 24v 保护回路的所有设备通过 k3 继电器向控制 直流负极端放电 当电容容量足够大时 相当于在热工 k3 继电 器两端加上了 110v 的直流电压 从保护的动作情况来看 热工 保护 k3 继电器 内阻为 33k 的动作值偏低 这一点在停机后的 检查中已得到验证 放电电压幅值及放电时间达到了 k3 继电 器动作值 k3 接点闭合 启动了跳闸出口继电器 从而造成发 电机主油开关跳闸 引起了主机停运 2 5 对热工保护对热工保护 k3 继电器的检查继电器的检查 直流接地引起主机停运后 对热工保护回路进行了彻底检 查 当在热工保护 k3 继电器两端加直流电压时 刚加到 95v 继 电器就动作了 由此判定发电机热工保护 k3 继电器动作电压值 偏低 将其更换为新的热工保护继电器 同时对直流系统进行 了检查 纠正了强 弱电端子排混接在一起的错误 3 结论与防范对策结论与防范对策 a ets 小间远控停机柜存在接线错误 且直流系统强弱电连 在一起 造成保护误动 b 直流系统发生实接地时 由于发电机热工保护 k3 继电器 本身动作电流偏低 导致保护动作引起主机停运 c 针对 c129 强电回路接入 24v 弱电回路 ndgj 8 89 火 力发电厂 变电所二次回路接线设计技术规定 第 6 4 11 条规 定 强电与弱电回路的端子排应分开布置 如有困难时 强 弱电端子之间