脱硫系统380 V开关越级跳闸原因分析及对策

时间：2024-07-28

田玉芹

(云南华电昆明发电有限公司，云南安宁 650308)

田玉芹

(云南华电昆明发电有限公司，云南安宁 650308)

对某电厂380 V脱硫系统多次发生的母线电源进线开关越级跳闸故障进行了分析，确定越级跳闸原因为母线上负荷分配不合理以及断路器保护整定值不合理，重新分配脱硫系统380 V重要负荷并校核断路器保护整定值，提高了脱硫系统的可靠性。

脱硫系统；进线开关；越级跳闸；断路器；负荷分配；保护整定

0 引言

为节省投资，电厂0.4 kV动力中心(PC)下一级电动机控制中心(MCC)所接设备中，容量较大的通常采用带有可整定电子脱扣器的塑壳断路器，容量较小的采用带不可整定电磁脱扣器的塑壳断路器。不同型号的塑壳断路器动作特性不同，给保护的上下级配合带来了极大的困难，有时只能放弃选择性，导致短路故障时发生保护越级跳闸；同时，由于母线上负荷分配不合理，母线失电后备用辅机无法启动，造成整个系统无法正常运行，严重时将导致机组停运。

1 事故经过

2015年12月30日，某电厂#2机组脱硫380 V吸收塔区MCC 段Ⅱ路电源3 424开关发生跳闸，引起母线失电，运行的#2机组脱硫系统增压风机的#1，#4冷却风机以及备用的#2，#3冷却风机在同一段母线，冷却风机全停造成#2机组脱硫系统增压风机跳闸，烟气脱硫(FGD)系统保护动作，#2锅炉主燃料跳闸(MFT)联锁保护动作，#2锅炉熄火，#2机组与系统解列。

2 事故原因分析

2.1 直接原因

对#2机组脱硫380 V吸收塔区MCC 段母线上负荷开关、电缆绝缘、电机等进行检查，未发现异常。#2机组脱硫380 V吸收塔区MCC 段Ⅰ，Ⅱ路电源进线开关具有失压脱扣功能且相互闭锁，开关状态常闭接点接入另一台开关的失压脱扣线圈。因未查到明显故障，初步判断是开关失压脱扣引起了开关误跳闸。

2.2 间接原因

(1)#2机组脱硫吸收塔区MCC段母线Ⅰ，Ⅱ路电源进线开关无联动功能，任何一路电源进线开关跳闸后，另一路电源开关不能联动，导致母线失电。

(2)脱硫MCC段母线电源进线开关采用带有可整定电子脱扣器的塑壳断路器，脱硫MCC段母线负荷开关多采用带不可整定电磁脱扣器的塑壳断路器，整定值不合理。

(3)脱硫MCC段母线上负荷分配不合理，增压风机的4台冷却风机均在同一段母线上，母线失电时，增压风机冷却器全停，导致增压风机跳闸，联锁保护动作，最终导致机组解列。该情况同时存在于脱硫保安段母线。

3 整改措施

3.1 重新分配重要负荷电源

对#2机组脱硫380 V吸收塔区MCC段、保安段负荷分配及接线的可靠性进行分析，将重要负荷电源进行重新分配。

在#2机组脱硫系统增加一块配电柜，命名为#2机组脱硫保安MCC Ⅳ段，将#2机组脱硫保安段上#2机组脱硫系统增压风机稀油站Ⅱ路电源(34284开关)、烟气换热器(GGH)辅电机(34270开关)、增压风机#2润滑油泵(34266开关)、吸收塔区MCC段上增压风机的#2冷却风机(34232开关)和#4冷却风机(34234开关)负荷转移至#2机组脱硫保安MCC Ⅳ段母线上。该母线电源由主厂房380 V事故保安段#2机组脱硫系统备用保安电源供给。该段新增母线总负荷为36.5 kW，计算负荷容量约为70 A。

3.2 校核断路器保护整定值[1-2]

核对#2机组脱硫380 V吸收塔区MCC段开关内塑壳断路器及接触器配置是否满足要求，断路器保护整定值是否合理。

该电厂脱硫380 V负荷开关多为抽屉开关，采用1模、1/2模、1/4模结构，由于开关内部结构拥挤，多采用带有可整定电子脱扣器的塑壳断路器和带有不可整定电磁脱扣器的塑壳断路器，利用设备停电检修机会，对开关容量、接触器容量及脱扣器整定值进行校核。

用于低压电动机的塑壳断路器长延时保护一次动作电流整定值可按下式进行校核整定

其中：Krel.i为动作电流可靠系数，取1.05～1.20，一般可取1.15；IMN为电动机一次额定电流。

瞬时电流速断保护(可调的塑壳断路器)可按电流整定值Ii=10.5IMN、动作电流整定值倍数Ii*=Ii/In(In为断路器额定电流)进行校核整定。

用于低压馈线(MCC电源线)的断路器(第1类智能保护)长延时保护一次动作电流整定值可按Ir.set=Krel.iIl.max进行校核整定(Krel.i取1.05～1.20；Il.max为馈线最大负荷电流)；也可按Ir.set=0.9Ial(Ial为电缆允许电流)进行计算。瞬时电流速断保护电流整定值可按躲过MCC电源线路末端三相短路电流IK(3)进行校核整定：Ii=1.2IK(3)，Ii*=Ii/In。

用于馈线负荷(MCC电源线)的塑壳断路器(第2类智能保护)长延时保护一次动作电流整定值可按Ir.set=Krel.iIl.max进线校核整定(Krel.i取1.00～1.05)；也可按Ir.set=0.8Ial进行计算。瞬时电流速断保护电流整定值可按Ii=1.2IK(3)，Ii*=Ii/In进行校核整定。

交流接触器可根据主触头额定电流进行校核，主触头额定电流为

式中：PN为被控制的电动机额定功率，kW；UN为电动机的额定电压，V；K为常数，一般取1.0～1.4。

通过校核，对配置及整定不合理的抽屉开关进行更改，进一步增加设备的可靠性。

3.3 其他措施

(1)取消#2机组脱硫吸收塔区MCC段母线Ⅰ，Ⅱ路电源进线开关失压脱扣功能。

(2)在有条件的情况下，对电机容量大于35 kW及电机故障率较高的负荷开关进行改造，增加微机型电动机保护器。

(3)建立脱硫设备停运、切换后的联系检查机制。2016年10月、11月均各发生一起#2机组吸收塔区MCC段Ⅱ路电源(3424开关)跳闸而导致母线失电的事故，因机组未运行，未造成严重后果。后对跳闸情况进行检查：10月跳闸原因是该母线上脱硫浆液循环泵区域检修动力电源电缆B相接地；11月跳闸原因是#2机组脱硫系统吸收塔区排水坑泵开关在启动过程中存在缺相现象，导致启动电流很大，引起电源进线开关跳闸。在今后的设备检修过程中，电气检修人员将与运行人员联系或结合设备停运机会对停运的负荷开关、电机、电缆进行检查；同时，统计频繁启动的低压电机开关，在使用一定寿命后对开关、接触器进行更换。

(4)根据定检周期对#1，#2机组脱硫380 V各段母线上各负荷电流表进行定期检验，确保电流指示准确。