摘要:本文针对因低电压监视继电器设置不当而在6kV母线控制直流电源异常时该段高压电机全部跳闸的隐患,对电压监测器的接线和开路/闭路原则进行了改进。
1 概述
2014年1月,广东ZH电厂#2机组小修期间对脱硫6kV厂用电系统进行了日常检修。在检查6kV I段定值时,发现TV柜内的控制电源在每次送电后均会引起该段所有6kV高压电机跳闸信号灯点亮,需手动复位后电机开关才能合闸,但若仅是断开直流控制电源不送电,则在合闸状态下的高压电机开关不会跳闸。如果运行中的直流电源(直流开关或直流母线)出现意外导致停电,或是6kV I段TV柜出现直流控制电源异常,都会使该段电机负荷全部跳闸,而这将影响机组的安全稳定运行。为了确保重要电机及机组的正常稳定运行,需要查找电机跳闸原因并加以改进。
2 隐患的研究与分析
电机故障跳闸指示灯的点亮是由低电压继电器动作或电机保护装置动作引起的,但就地检查并未发现电机保护装置动作,而电机低电压继电器的动作是通过TV柜内的单相AC/DC电压监视器控制的,所以对6kV I段的电机柜、母线TV柜图纸和单相AC/DC电压监视器进行了研究和分析。
2.1 ABB CM-ESS. M型单相AC/DC电压监视器
负责脱硫6kV厂用电系统的低电压监测采样的是ABB公司的CM-ESS. M型单相AC压(电压监视器,如图1所示。该型电压监视器是CM系列中的全功能型产品,根据设定可用作单相AC或DC.系统的过电压或欠电压监视,被监视电压接于B-C端子,并可选择继电器开路或闭路动作原则。其面板上的调节旋钮分别是:阀值调节,用于调节过压或欠压的阀值;迟滞调节,用于判断电压是否恢复正常的门槛值,防止电压在阀值附近震荡导致继电器频繁误动作,调节范围为阀值的3%~30%;响应延时时间Tv调节,用于设定继电器动作延时时间;测量范围调节,该型电压监测器可监测24~240V的AC/DC电压;DIP开关功能,即控制字的设置,用于设置监视器的状态功能,位置1选择监视过或欠电压监视功能,位置2选择继电器动作的开路或闭路原则功能,位置3选择监视器是否需要故障保持功能。电压监视器的指示灯共有3个,分别为供电电压/计时显示、继电器输出状态显示和过/欠电压报警显示,并对应不同的颜色和闪动方式。
CM-ESS. M型单相AC/DC电压监视器接线原理如图2所示,B-C端用于接被监测电压,AI-A2端为供电电压接线端,还有2对输出触点,可任意选择常闭或常开状态。
由CM系列电压监视器的功能(如图3所示)可知,如果被监视值超出设定的阀值,响应延时TV开始计时。当计时结束,被监视值仍超出设定阀值减去响应的固定迟滞(5%),输出继电器将根据设定的开路或闭路原则动作。如果测量值回复到设定阀值加上迟滞,且故障存储功能不被激活(DIP3在OFF位置),那么输出继电器将根据设定的开路或闭路原则动作。当故障存储功能被激活时(DIP3在ON位置),输出继电器将根据设定的开路或闭路原则保持动作,仅当供电电压断开时才复位。
值得注意的是,根据图3所示,继电器的开路和闭路原则指的是继监视器得电或断电后2对输出触点输出状态的变化。选择开路原则时,触点在监视器得电或断电后不动作,11-12为常闭,11-14为常开(其它触点同理),继电器状态灯不亮;选择闭路原则时,监视器得电同时触点动作,11-12变为常开,11-14变为常闭,继电器状态灯点亮,监视器断电同时触点恢复,11-12为常闭,11-14为常开(其它触点同理)。在监视器得电后,触点的再动作则随被监视电压的状态(过压或欠压)变化而变化。
2.2低电压跳闸回路动作分析
通过对TV柜和电柜二次原理图的研究和分析,绘制了如图4所示的电机低电压跳闸回路控制简化图。TV柜内的K201、K202、K203分别为3个CM-ESS. M型单相AC/DC电压监视器的1对触点,KC1为普通继电器。通过低电压母线,TV柜内的低电压信号连接至电机柜内的继电器KC1。当TV柜内3个电压监测器都动作时,通过低电压小母线使得电机柜内的KC1继电器得电,KC1触点闭合,电机跳闸。
由以上分析可知,TV柜未设置复位按钮,控制字DIP 3设置为OFF状态,正常运行时11-12触点必须断开,否则会始终出现低电压跳闸故障,因此控制字DIP 2设置为ON状态,则电压监视器的功能如图5所示。