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直流接地引起機組停運的原因分析
摘要 文章分析了直流接地引起主機停運的原因，并提出了改進方案，實施了防范措施。
關鍵詞直流接地 保護誤動 機組停運 改進方案
衡豐發電有限責任公司集控一單元直流系統電壓等級均為220V，網控與各單元集控室的直流系統分別獨立，為提高可靠性，各系統間設有聯絡刀閘，可互為備用；集控室控制直流系統采用單母線接線方式，每臺機裝設1組GFD－420AH型鉛酸蓄電池(104只電瓶)，2臺機組選用3臺KVA41－100/315V可控硅整流充電裝置，其中1臺作為兩機組的公共備用充電裝置，以供給集控室高/低壓配電裝置，集控室電氣設備的控制、保護和通訊等直流負荷用電。
1 直流接地引起機組停運
2003－03－06T15：23，2＃發電機負荷300MW，機組正常運行；15：24，2＃發電機主盤發出“控制直流絕緣下降”信號，運行人員用絕緣監測裝置切換把手測量對地電壓，負對地75V，正對地125V；40s后，2＃發電機跳閘，主控制盤及保護盤發出“熱工保護動作”、“控制直流接地”信號。調取故障時刻錄波報告發現，熱工保護動作開關量首先動作，約2個周波(40ms)后，發電機跳閘，發電機電壓、電流明顯突變，41E開關跳閘，FMK跳閘。對比原來發電機因熱工保護動作跳閘的錄波圖發現，兩次錄波狀況一致，由此證明熱工保護動作是此次2＃發電機跳閘的 主要原因。
機組跳閘后對發電機熱工保護回路進行了檢查，發現C129線接至第85檔端子，端子排84、85檔之間通過連片短接；而第85檔端子接熱工保護24V電源回路，C129本身帶有－110V電壓。經分析認為：C129線不應當接在第85檔端子處，應與24V熱控弱電回路分開。后將C129接線挪至第86檔端子，將端子排84、85檔之間的連片拆除。發電機熱工保護端子排接線示意圖見圖1。
事件發生前，如圖1所示，各箭頭均表示熱工各保護繼電器的出口接線經過該端子排并聯在一起，進入遙控停機柜，這些設備并聯后與發電機220V熱工保護回路的C129線連接在一起，其中熱工24V保護回路的主汽門關閉，繼電器ZJ121A輸出線C129線與熱工24V保護回路的84端子直接相連，再經過84與85之間連片送至發電機熱工保護K3繼電器處。86端子為獨立的備用端子。
事件發生后，將C129線與熱工24V回路的84端子解開，并拆除84與85之間的連片，將C129線接到第86端子上，其熱工24V保護回路與發電機220V熱工保護回路完全隔離開。
2 原因分析
2.1 兩點接地引發跳機
直流系統發生2點接地引起保護誤動示意圖見圖2。如果發生2點接地即：直流正電源回路有1點接地(K1點處)，同時在C129回路(K2點處)再發生1點接地，就能使繼電器K3動作跳閘。針對這種可能，保護人員對C129回路(帶繼電器)進行對地絕緣測試，絕緣電阻大于200MΩ，回路不存在接地，因此這種可能性可以排除。2＃機跳機時，直流系統的確發生了直流接地，但只是負電源接地，后驗證為蓄電池組中有1組接地。
2.2 回路短路引起保護動作
如果C101、C129之間發生短路也會造成K3繼電器動作跳閘，實測C101、C129之間電壓為220V。斷開直流電源，在熱工ETS小間端子排處斷開熱工回路線，帶K3繼電器進行絕緣測量，絕緣電阻大于200MΩ。證明C101、C129之間不存在短路，因此這種可能被排除。
2.3 繼電器接點抖動引發跳機
如果在運行中繼電器發生接點抖動，也可能引發跳機。例如繼電器彈簧無拉力或發生保護盤強烈振動時造成繼電器接點抖動，都可以引起跳機。對此進行了認真檢查，結果繼電器彈簧拉力正常，接點間隙符合要求；因2＃機處于運行狀態，保護無工作，不存在引起振動的可能；跳機時只有運行人員在控制盤處測量直流電壓，周圍無任何其它人員，因此可以排除其它原因引起振動造成停機的可能。
2.4 熱工端子排接線存在問題，同時蓄電池負極實接地引發熱工保護繼電器動作跳機
圖3為電氣保護與熱工回路的實際接線示意圖。由圖3可以看出，當發電機控制直流絕緣良好時，正對地電壓與負對地電壓均為110V，這樣通過C129端子線相連的熱工24V回路設備對地電壓也 為110V，由于發電機熱工保護C129接線端并接了許多熱工24V回路的保護設備，大大增加了K3繼電器C129端的對地電容容量。當控制直流母線負極發生實接地時(即K3繼電器的另一端直接接地，實為蓄電池負極接地后測對地電壓為0)，此時熱工24V保護回路的所有設備通過K3繼電器向控制直流負極端放電，當電容容量足夠大時，相當于在熱工K3繼電器兩端加上了110V的直流電壓，從保護的動作情況來看，熱工保護K3繼電器(內阻為33kΩ)的動作值偏低(這一點在停機后的檢查中已得到驗證)，放電電壓幅值及放電時間達到了K3繼電器動作值，K3接點閉合，啟動了跳閘出口繼電器，從而造成發電機主油開關跳閘，引起了主機停運。
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2.5 對熱工保護K3繼電器的檢查
直流接地引起主機停運后，對熱工保護回路進行了徹底檢查，當在熱工保護K3繼電器兩端加直流電壓時，剛加到95V繼電器就動作了，由此判定發電機熱工保護K3繼電器動作電壓值偏低，將其更換為新的熱工保護繼電器；同時對直流系統進行了檢查，糾正了強、弱電端子排混接在一起的錯誤。
3 結論與防范對策
a.ETS小間遠控停機柜存在接線錯誤，且直流系統強弱電連在一起，造成保護誤動。
b.直流系統發生實接地時，由于發電機熱工保護K3繼電器本身動作電流偏低，導致保護動作引起主機停運。
c.針對C129強電回路接入24V弱電回路，NDGJ 8-89《火力發電廠、變電所二次回路接線設計技術規定》第6.4.11條規定：強電與弱電回路的端子排應分開布置，如有困難時，強、弱電端子之間應有明顯的標志，應設空端子隔開，如弱電端子排上要接電芯時，端子之間應設加強絕緣的隔板。
d.對有關保護繼電器的動作值進行檢驗，避免保護誤動作的再次發生。
e.對絕緣監察裝置進行定期檢查，防止直流系統發生1點接地時，因絕緣監察裝置存在問題而造成2點接地引起保護誤動作。
如何分辨正版的松下蓄電池
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