[摘要]由于CT接线错误,在斗轮机电源托架接地时,自身零序保护拒动,造成1号输煤变越级跳闸,380V输煤PC1段母线全停,事故扩大。事后对现场检查发现,CT一次侧A\B\C\O线均穿过CT中心孔,造成接地时CT二次侧零序电流为零(即A\B\C三相电流向量和),且经现场勘查,380V输煤PC1、2段母线所带负荷共有14路为同类接线错误,经过生产技术人员确认后及时进行了技术改造。
[关键词]CT;接地;零序保护。
浑江发电公司300MW机组厂用电所带输煤系统,由于基建安装技术性失误,造成14路负荷电源保护用CT接线错误,埋下安全隐患,2007年末移交生产,经过消缺及A修,均没有及时发现,直至2010年3月15日发生斗轮机电源托架接地,输煤变越级跳闸时被发现。这里暴露出基建方技术监督混乱,生产方技术管理不够严谨,理论研究不够深入,责任心不强等问题。事故发生后,通过及时整改,消除了安全隐患,保证了厂用电的安全稳定运行。
一、故障事件描述
2010年3月15日19时26分,燃运值班员启动斗轮机时,发生斗轮机电气回路接地故障,但由于斗轮机自身保护用CT接线错误,零序保护没有检测到故障零序电流,斗轮机开关拒动,1号输煤变越级跳闸。现场检查为高压侧开关来“低压侧定时零序跳闸”牌、低压侧开关来“欠压保护动作”牌,高、低压侧开关均跳闸,测斗轮机电缆三相对地绝缘均为0,查找故障点发现斗轮机滑线接头脱落、接地,19:48 排除故障点,对1号输煤变及380V输煤PCI段母线送电良好。
输煤系统电气一次接线详见附图1。
附图1 380V输煤PC1、2段母线电气一次接线图
二、现场勘查
现场勘查发现,斗轮机电源电缆CT一次线芯A\B\C\O均穿过CT中心孔,CT一次接线错误。接线图片详见附图2。
附图2 改造前CT一次实际接线图片
事件发生后,对其他回路CT一次接线进行了认真排查,查出380V输煤PC1、2段母线所带负荷仍有13路为该种接线:
1)翻车机室MCC段A侧电源;
2)翻车机室MCC段B侧电源;
3)汽车卸煤沟MCC段B侧电源;
4)C-1A带式输送机电源;
5)C-1B带式输送机电源;
6)C-2A带式输送机电源;
7)C-2B带式输送机电源;
8)C-5带式输送机电源;
9)1号破碎设备A侧电源;
10)2号破碎设备B侧电源;
11)燃油泵房MCC段1号电源;
12)燃油泵房MCC段2号电源;
13)翻车机系统电源。
三、原因分析
斗轮机电源自身带有零序电流保护,当滑线接头脱落、接地时,产生零序电流,正常情况下,零序保护动作跳开电源开关,切除故障点,但由于斗轮机电源保护用CT一次接线时将零线O穿过CT中心孔,使得流出CT的A\B\C三相电流之和永远等于流回CT的零序电流(详见附图3),斗轮机自身零序保护I0继电器不动作,造成保护越级,带母线运行的输煤变保护动作跳闸,380V输煤PC1段母线全停,事故扩大。
附图3 斗轮机电源CT一、二次接线示意图
斗轮机保护拒动矢量分析:例如A相金属性接地,电流电压矢量图如图4。
附图4 斗轮机电流电压矢量图
正常运行时,三相电压对称,量值相等;三相电流对称,假设为感性负荷、负荷均衡、三相量值相等,三相电流分别滞后于电压90度角,三相电流之和等于零,I0继电器不动作。
如发生A相金属性接地,则A相电压消失,A相电流为零,IB 与IC之和等于I0,如果将零线O穿过CT中心孔,则电流相互抵消,I0继电器感受不到故障电流,保护拒绝动作。
通过理论分析,证实现场接线时将CT一次线A\B\C\O全部穿过电流互感器CT中心孔是造成这次斗轮机自身零序保护拒动,从而引起1号输煤变越级跳闸的直接原因。
四、技术改造
将CT一次接线中零线O从CT中心孔中抽出,当设备正常运行时流过CT的A\B\C三相电流之和等于零,I0继电器不动作;当出现一相接地时,如附图4的A相金属性接地时,流过CT的A\B\C三相电流为IB 与IC之和,即等于I0,此时由于CT一次接线中零线O不再穿过CT中心孔(详见附图5),通过CT一次侧的电流之和即IB 与IC之和永远等于I0,此时CT感应到故障电流,I0继电器动作,跳开斗轮机电源开关,保护正确动作。
当负荷为阻抗性接地时,根据 “流入节点的电流等于流出节点的电流”的原理,流过A\B\C三相电流之和永远等于流过中性线O的电流,当接地电阻小到足以使A\B\C三相电流之和(即零序电流)大于或等于I0时,零序保护将启动。
当负荷为非对称性状态时(因为实际负荷状态并非是绝对对称的理论状态),合理整定I0动作值即可。
附图5 改造后斗轮机电源CT一、二次接线示意图
五、结论
经过技术理论分析,查明故障原因后,立即组织落实改造方案,结合生产运行方式,安排技术人员进行改造。改造后,经继电人员测试,保护动作正确。同时安排对其他13个回路陆续进行了改造,改造后共14个回路已全部投入运行正常,保证了厂用电的安全稳定运行。