摘要:本文针对某机组6kV # 11给水前置泵电机引线故障引起高厂变分支零序保护越级跳闸事件进行分析,查明越级跳闸是因6kV综保零序保护用CT变比配置不当导致#11给水前置泵电机综保零序保护未按整定的动作时间出口,最后针对该问题,提出整改措施,以防再次发生类似事件。
1 事件情况
某日7时4分6秒,某机组6kV # 11给水前置泵电机C相引线与接线柱压接处烧断,引线接地引起接地故障。#11给水前置泵电机零序保护启动,但未在整定动作时间(0.3s、)出口。故障发生后1. 1s,高厂变分支12段零序过流一段保护动作,并启动快切,6kV 12段厂用工作分支跳闸快切,切换至备用电源。由于#11给水前置泵电机故障在6kV 11段,故障仍存在,因此在1. 7s,高厂变分支12段零序过流二段保护动作,并启动快切,机组全停,其它3段6kV母线快切均启动并切换成功。
#11给水前置泵电机采用四方CSC-232综合保护,零序保护动作电流整定值为20A(一次值),0. 3 s;高厂变分支采用南瑞RCS-985TS变压器保护,零序保护动作电流整定值为120A、1. 1s动作于跳开分支开关,1. 7s动作于全停。电厂高厂变中性点接地电阻为6Ω,零序接地时最大故障电流约为580A。
2 零序保护跳闸原因分析
引线接地引起接地故障时,#11给水前置泵电机零序保护未按整定时间出口动作,导致高厂变分支零序保护越级动作。#11给水前置泵电机在分支11段,故障发生时本应由高厂变分支11段零序过流保护一段动作(1. 1s)隔离故障,但是高厂变分支11段、12段零序电流回路接线错误,导致高厂变分支12段零序过流保护一段动作,故障仍然存在,高厂变分支12段零序过流保护二段1. 7s动作于机组全停。故障发生后2. 098s、# 11给水前置泵电机零序保护才动作出口,动作时间大大长于整定值(0. 3s)。
#11给水前置泵电机零序保护动作,现场摇表检测#11给水前置泵电缆及电机绝缘,指针有摆动现象。打开#n给水前置泵电机接线盒盖有焦糊味,拆除接线盒后发现C相引线与接线柱压接处烧断。#11给水前置泵电机引线与接线柱为点压接,从引线烧损情况分析,可能为电机启动时电动力引发压接点受损松动,运行中设备振动加剧松动点发热,导致引线烧断接地。
3 现场检查情况
#11给水前置泵电机零序保护用CT为BW-LJK(J),其保护准确级为5P10,容量为10VA,变比为150/5。该CT变比与设计的150/1不符,应用中仅按实际变比更改了综保零序二次保护定值。对该CT进行外观检查,未发现异常;进行变比试验,为150/5;进行10%误差试验,符合要求。
现场对#11给水前置泵电机零序保护用CT分别施加故障电流19.5、200、400、500A、CSC-232综保装置均能正确出口,且显示动作时间为0.3s。虽然在CT一次通入大于300A电流时,CT的一、二次电流成正比,但CSC-232综保装置电流显示值明显小于CT输出二次电流实际值,存在削顶现象。经咨询厂家,CSC-232综保装置内小CT是按IA配置的,当其二次输出电流大于6倍即6A时,CSC-232综保装置会对采样电流进行削顶,即无论一次电流多大,二次最大采样电流均为7A左右。通过故障后的模拟故障试验录波图也可观察到大电流情况下的明显削波现象。根据故障时高厂变分支零序保护动作时的录波图可知高压厂变分支11段最大零序电流约为528A、即CT输出的实际二次电流超过16A、CSC-232综保装置会对其进行削顶。
4 试验情况
(1)综保装置试验。模拟故障,分别施加二次基波电流25A,二次基波电流25A、叠加直流 5A,二次基波电流25A、叠加直流10A,二次基波电流25A、叠加三次谐波电流5A时,CSC 232综保装置的启动值、动作时间均与设置一致,录波波形均有削顶现象,但录波正确。由此可见大电流故障、谐波、直流分量都不影响综保装置的出口及动作时间。
(2)零序保护用CT配合综保装置试验。为验证变比为150/5的CT在故障时刻是否会饱和,搭建一次系统,用升流器作为一次故障电流输出,输出故障电流经电缆穿过零序保护用CT给综保装置,试验用CT为备用间隔同型号变比为150/5的CT,综保装置为原#11给水前置泵用综保装置。试验结果见表1,试验结果与现场试验一致。当外部一次故障电流达到600A或更高时,零序保护用CT仍能正常反映外部故障,且一、二次电流成正比;而综保装置在外部一次故障电流达到300A时已不能正确反映实际故障电流,存在削顶现象,但每次故障都能正确动作,出口动作时间及录波都正常。
上述试验表明,变比为150/5的外部零序保护用CT在一次故障电流为526A时没有饱和。上述试验中,虽然综保装置均能正确出口,但是试验是在稳态状况下进行的,不能模拟现场故障发生时的实际情况,即不能模拟电缆接地时的接地状态及接地故障发展过程中的暂态特性。本次故障时一次零序电流为526A,根据一次零序保护用CT变比为150/5可知,进人综保装置的电流为17. 5A、然而综保装置最大允许电流为6A,综保装置内小CT会因严重饱和而不能正确反映零序电流的真实值。若零序保护用CT变比为150/1,则在本次故障中一次零序电流为526A时二次电流为3. 5A,小于综保装置最大允许电流,综保装置内小CT不会饱和,综保装置就能正确动作跳闸,及时隔离故障,不会发生此次跳机事故。