3.2故障分析及技术改造方案
3.2.1故障分析
案例一中,#1机B引风机的风机油站保安电源的电缆最先发生故障,非金属性接地短路电流达不到断路器保护动作值,通过热磁脱扣元件实现的过流保护无法动作(现场开关保护设置情况:#1机B引风机风机油站开关额定电流为32A,脱扣器整定为MIN即22. 5A,动作值为10倍即为22. 5 ×10 = 225A),引发明火开始蔓延,进而出线电缆沟内电缆大面积燃烧。
案例二中,#1机保安段所带电梯电源线路无接地保护而只有靠热磁脱扣元件实现的过流保护,造成#1机保安段进线电源接地保护动作,保安B段电源及柴油机后备电源自投失败,进而引起#1发电机组跳闸。因此,电梯电源电缆至就地控制箱开关进线接头处接地短路引发越级跳闸是导致此次故障停机的直接原因。
3.2.2技术改造方案
(1)增设零序保护装置。从根本上解决低压馈线接地故障越级跳闸问题的方案是对全部或部分高接地故障风险线路进行技改,增设低压线路接地保护。EM530装置接地保护用于保护线路接地引起的故障,因此本文以某公司EM530系列低压线路保护装置为例给出改造方案。典型控制模式系统接线如图3所示。该保护投入,经三相电流矢量和计算出的零序电流测量值大于接地整定值,时间超过延时时间,保护动作。因此,低压馈线在原有塑壳断路器基础上增设EM530低压线路保护装置,能有效实现接地保护功能,从而消除越级跳闸故障,降低接地故障火灾发生率。
(2)增设剩余电流保护装置。对每个馈线进行零序接地保护改造是可行的,但是剩余电流保护在灵敏度等方面更具优势。零序电流保护和剩余电流保护都是基于基尔霍夫电流定律,因此本文以ARCM型剩余电流保护装置为例给出改造方案。应用于TN-S系统的接线图如4所示。
零序电流保护一般适用于TN接系统,不适用于TT接系统。由剩余电流保护工作原理可知,其保护动作整定电流可从mA级到A级,有相当高的动作灵敏性,剩余电流保护装置可适用TN, TT, IT接系统。当过电流保护与零序电流保护均不能满足安全可靠性要求时,应采用剩余电流保护。从保护动作灵敏性与使用安全性来说,剩余电流保护高于零序电流保护,零序电流保护也不能像剩余电流保护可用于单相配电线路。
(3)保安段分段设计。保安段为火力发电厂0III类负荷电源,以柴油发电机作为应急保安电源,主要作用在于机组发电机组解列后以及全厂停电故障时,保证机组设备不受损坏顺利停机。不考虑直流应急设备情况下,保安段失电会造成严重后果。