引言

某廠10kV/0.4kV和6kV/0.4kV變壓器大于2000kVA的使用兩套ABBREF542p1us保護(hù)裝置,一套主保護(hù),一套后備保護(hù),小于2000kVA的使用一套ABBREF542p1us保護(hù)裝置,保護(hù)供電和跳閘回路均為220V直流電。但在電氣調(diào)試階段,發(fā)生一起6kV母線上所有6kV/0.4kV變壓器同時(shí)跳閘事故,檢查發(fā)現(xiàn)保護(hù)回路直流電竄入交流,造成變壓器非電量保護(hù)跳閘。

1PP中心變電所1#、2#、3#、4#變跳閘事故經(jīng)過

2012-10-17T08:34,PP裝置施工單位人員將低壓開關(guān)柜sGL01-12-1(高壓電機(jī)1810-K-502s空間加熱器）抽屜柜推至運(yùn)行位置,合上低壓開關(guān)后,4臺變壓器(sGN01-51#變、sGN01-62#變、sGN01-73#變、sGN01-84#變）高壓側(cè)開關(guān)及相應(yīng)的低壓側(cè)進(jìn)線開關(guān)同時(shí)跳閘,檢查發(fā)現(xiàn)4臺變壓器高壓側(cè)ABBREF542p1us保護(hù)裝置動作信號(相關(guān)報(bào)警指示燈亮）分別為:1#變壓器來壓力釋放、重瓦斯、溫度高高,2#變壓器來壓力釋放、輕瓦斯,3#變壓器來輕瓦斯、重瓦斯、溫度高,4#變壓器來壓力釋放、重瓦斯、溫度高、輕瓦斯:哈光宇綜自系統(tǒng)后臺4臺變壓器均來相應(yīng)的報(bào)警信號:直流屏來接地信號。

備注:

(1）跳閘前該6kV母線分列運(yùn)行,6kVI段母線帶1#、3#變運(yùn)行,6kVⅡ母線帶2#、4#變運(yùn)行。

(2）1#、2#、3#、4#變壓器使用的保護(hù)裝置為ABBREF542p1us,變壓器非電量信號(重瓦斯、輕瓦斯、壓力釋放、溫度高、溫度高高）經(jīng)變壓器本體相關(guān)繼電器常開輔助接點(diǎn)接入到542p1us開入量,然后經(jīng)開出量到跳閘回路。

(3）非電量信號中重瓦斯、壓力釋放和溫度高高均動作于跳閘,跳閘時(shí)聯(lián)調(diào)低壓進(jìn)線開關(guān),其他信號均動作于告警。

(4）PP裝置6kVI、Ⅱ段母線所有柜直流電都來自PP變電所1#直流屏。

現(xiàn)場事故原因:

(1）斷開sGL01-12-1低壓開關(guān)柜,直流接地消失,4臺變壓器保護(hù)動作信號均可復(fù)位。

(2）檢查低壓開關(guān)柜sGL01-12-1(高壓電機(jī)1810-K-502s空間加熱器）控制回路一常閉輔助接點(diǎn)一端來自6kV高壓電機(jī)柜2400sGN01-26(1800-K-502sM）,開關(guān)輔助接點(diǎn)如圖1所示,在6kV高壓電機(jī)柜處與直流小母線負(fù)極誤短接,由于低壓開關(guān)柜sGL01-12-1控制電源采用交流220V,故當(dāng)?shù)蛪洪_關(guān)柜合閘后,低壓交流220V電直接竄入到6kV系統(tǒng)直流小母線負(fù)極。

2現(xiàn)場試驗(yàn)

(1）按照4臺變壓器跳閘時(shí)的情況進(jìn)行試驗(yàn),合上1#、2#、3#、4#變壓器(合閘前相關(guān)信號已復(fù)位）,同時(shí)為了檢驗(yàn)此情況對相應(yīng)電機(jī)柜是否有影響,試驗(yàn)前合上一臺有來自開入量信號（DCs停車）跳閘的電機(jī)柜（sGN01-20）,合上一臺沒有來自開入量信號跳閘的電機(jī)柜（sGN01-22）:試驗(yàn)時(shí)直流系統(tǒng)電壓正常。

（2）sGL01-12-1（高壓電機(jī)1810-K-502s空間加熱器）抽屜柜推至運(yùn)行位置,直流系統(tǒng)來接地信號,負(fù)極接地。

（3）合上sGL01-12-1（高壓電機(jī)1810-K-502s空間加熱器）開關(guān),1#變壓器來壓力釋放、重瓦斯、溫度高高:2#變壓器來壓力釋放、輕瓦斯:3#變壓器來輕瓦斯、重瓦斯、溫度高:4#變壓器來壓力釋放、重瓦斯、溫度高、輕瓦斯:電機(jī)柜（sGN01-20）來DCs停車信號跳閘:電機(jī)柜（sGN01-22）未跳閘。合低壓開關(guān)時(shí)相關(guān)中壓保護(hù)內(nèi)部繼電器均有動作聲音。

（4）重復(fù)一次試驗(yàn)信號、結(jié)果不變,如表1所示。

3圖紙分析

變壓器部分:控制電壓＋110+DCKV＋101電纜先接入變壓器本體保護(hù)及信號節(jié)點(diǎn)上端,變壓器本體保護(hù)及信號節(jié)點(diǎn)下端接入MRE542Fp1s開關(guān)量輸入端上端,MRE542Fp1s開關(guān)量輸入端下端接入控制電壓-110+DCKV-102。

以圖2中虛線框部分為例,當(dāng)變壓器正常運(yùn)行時(shí),2D38-2D64節(jié)點(diǎn)斷開,僅2D38端存在＋110+DC,2D64端懸空,電纜131不帶電荷,x30.d2端懸空,x30.z2端存在-110+DC。此時(shí)x30.d2與x30.z2不存在電勢差,MRE542Fp1s判定該輸入量為非真。當(dāng)且僅當(dāng)x30.d2與x30.z2的電勢差大于143+DC時(shí),MRE542Fp1s判定該輸入量為真。

4綜合分析

以圖2中虛線框部分為例:從外回路檢查結(jié)果來看,MRE542Fp1s動作時(shí),其開關(guān)量輸入節(jié)點(diǎn)負(fù)端即102電纜誤接入220+AC,其電壓變?yōu)?110+DC疊加220+AC。此時(shí),x30.z2對地電勢差為-110+DC混合220+AC,但2D38-2D64節(jié)點(diǎn)斷開,表明2D64節(jié)點(diǎn)、131電纜及x30.d2應(yīng)懸空,即對地不存在電勢差,那么x30.d2與x30.z2兩點(diǎn)間也不存在電勢差,MRE542Fp1s應(yīng)判定該輸入量為非真。但是從結(jié)果看,此時(shí)MRE542Fp1s判定該輸入量為真,即x30.d2與x30.z2兩點(diǎn)間存在大于143+DC電勢差,也就是說x30.d2對地同樣存在電勢差。從現(xiàn)場接線來看,應(yīng)是電纜131存在不大于＋30+的電勢。

MRE542Fp1s開關(guān)量輸入回路試驗(yàn)驗(yàn)證情況如表2所示。

交直流疊加波形如圖3所示。

從以上交直流疊加波形來看,其變化周期仍為20ms,其峰值部分的電壓有效值大于MRE542Fp1s開關(guān)量輸入判定電壓,因此當(dāng)x30.d2對地存在電勢差時(shí),x30.d2與x30.z2兩點(diǎn)間的電勢差周期性大于143+DC,導(dǎo)致MRE542Fp1s對x30.d2與x30.z2開關(guān)量輸入的判定呈周期性變化:真二非真二真二非真二真。

5整改措施

（1）鑒于該開關(guān)量判定呈周期性變化,在開關(guān)量輸入后加入延時(shí)啟動邏輯[2],確保開關(guān)量輸入必須保持一定時(shí)間后才認(rèn)為是有效輸入,才能觸發(fā)相關(guān)邏輯。具體延時(shí)長度初步設(shè)定為20ms左右,要求ABB工程師帶示波器到現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)測定及錄波分析。

（2）要求ABB公司修改開關(guān)量采樣回路,增加濾波功能,濾去交流分量:或者修改開關(guān)量采樣回路,要求開關(guān)量采樣端兩端各自對地有30～50+壓差,且兩端之間的壓差大于143+,才判定該開關(guān)量輸入采樣有效。

（3）要求施工單位對于單母分段的中壓母線,使兩段母線直流電來至不同的直流屏,防止兩條母線上的變壓器同時(shí)動作。