码头6kV二段母线失电故障分析

摘 要：神华广东国华粤电台山发电有限公司（以下简称：国华台电）自2002年投产以来，输煤电气设备运行稳定，从未发生过整段母线失电故障。但2013年7月开始，输煤6kV开关柜2BCB段码头电源开关2BCB10连续多次报‘接地故障跳闸，导致码头6kV二段母线失电。文章主要对故障处理过程、故障分析方法进行总结，找出导致故障发生的根本原因，为后续故障快速处理提供良好的参与依据。

关键词：保护装置；零序CT；组合式过电压保护器

Abstract：Shenhua Guangdong Guohua Yuedian Taishan Power Generation Co.， Ltd.（Guohua Taidian for short） produced electricity since 2002. The electric equipments for coal transportation ran stably， and there was no power failure in the whole bus before July 2013. After that time， 2BCB10 power switch had some grounding failures in 2BCB stage in 6kV switch cabinet， that caused 6kV two-stage bus lost power at the wharf. The paper summarized the failure working process and the failure analyse methods， and found the ultimate reason caused the failures， that provided the good reference for the failures processing for the future.

Keywords： safeguard； zero-sequence CT； combinatorial over-voltage protector

1 概述

國华台电一期6kV开关柜采用的是开关柜使用型号为ZS1金属铠装中置式开关柜[1]，由厦门ABB开关有限公司供货，是由真空断路器开关柜高压成套配电装置。

断路器采用VD4型真空断路器[2]，该断路器采用结构紧凑、性能稳定的平面蜗卷弹簧操动机构。断路器在工作电流范围内可进行频繁操作，机械寿命可高达30000次，满容量短路电流开断次数可高达100次。

一期码头6kV配电系统共有两段即码头一段1BCD00段和码头二段2BCD00段，两段母线为A、B路卸煤皮带机、4台卸船机和2台码头变压器等供电。码头6kV二段母线进线电源开关2BCB10。2013年7月开始，输煤6kV开关柜2BCB段码头电源开关2BCB10一个月内连续三次报‘接地故障跳闸，对安全产生了较大的影响。

2 故障数据、设备运行工况及所开展的工作

2.1 第一次故障情况

2.1.1 运行工况：C0B、C1B、C2B、C3B皮带机运行；2、3卸船机带电，但无任何操作；2号380V码头段由2号码头变供电；临时施工变刚投入运行20小时左右。

2.1.2 故障数据：IA=168A∠-51° IB=63A∠154° IC=63A∠30° IX=134.57A∠-34° IR=125∠-35° VX=0.04K∠151° Vab=6513∠0° Vbc=6490∠-120° Vac=6507∠120°

2.1.3 故障分析及处理：根据故障数据分析原因可能为保护勿动或负荷缺陷存在接地故障，并重点怀疑刚刚投入运行的临时施工变。按照专业分工对保护装置进行校验及对各个负荷进行绝缘测试及耐压试验，测量临时施工变高压侧158兆欧、低压侧35兆欧，满足投运条件（因投运前刚刚做过交流耐压试验，故未再次做耐压试验）。并逐一对C0B、C1B、C2B、C3B皮带机电机及电缆的绝缘情况进行测试，测试绝缘电阻均在150兆欧以上，未发现故障点。测试2、3号卸船机及2号码头变的绝缘均正常，亦未发现故障点。校验2BCB10、2BCD03、2BCD04、2BCD05、2BCD06、2BCD09、2BCD10开关的保护装置均为发现异常，但是2、3号卸船机2BCD02和2BCD011开关保护FP5000保护的输出触点损坏。故把2、3号卸船机负荷列为重点关注的对象，重点检查了2、3号卸船机的相关设备，在测试均无明显故障点的情况下，联系送电试运，临时施工变未投入运行，试运所有设备均正常运行，无故障发生。

2.2 第二次故障情况

2.2.1 运行工况

C1B、C2B、C3B、C4B皮带机运行，C0B皮带机刚刚启动；2、3卸船机带电，但无任何操作；2号380V码头段由2号码头变供电；临时施工变未投入运行。

2.2.2 故障数据

IA=172A∠-58° IB=74A∠143° IC=78A∠22° IX=135.74 A∠-35° IR=125∠-35° VX=0.42K∠154° Vab=6516∠0° Vbc=6487∠-120° Vac=6504∠120°

2.2.3 故障分析及处理情况

（1）更换码头二段电源开关2BCB10开关出线电缆的A相零序电流互感器，并将其他2个对；

（2）对码头二段电源开关2BCB10开关柜低压室的所有接线端子进行检查、紧固；

（3）对码头二段2BCD段母线进行全面的检查，将所有负荷开关间隔的后面板和顶盖板都打开进行检查，检查无异常情况；

（4）因C0B皮带机开关柜出线电缆有2根（双驱动有2台电机），其中一根电缆无零序CT，对C0B电缆及电机再次进行了重点的检查，并在另一根电缆上也安装了零序CT。

（5）对码头二段2BCD段所带负荷开关进行零序CT通流传动试验，正常动作；

（6）检查2、3号卸船机中间接线箱及滑环箱处的电缆接头情况，检查无异常情况；（7）打开6kV输煤二段至码头二段电缆接头防爆盒进行检查，检查无异常情况；（8）在COB电源开关和2号卸船机电源开关安装录波器，主要监测：相电流、线电流、零序电流、相电压等。

经过上述检查及处理无发现故障点后，进行送电运行，此次2号码头变未投入运行，码头380V二段由母联供电。但是运行2天后，再次发生了同类的故障。

2.3 第三次故障情况

2.3.1 运行工况

2.3.3 故障分析及处理情况

故障发生时检查录波器，未发现故障记录。燃料部组织广东电科院专家、生产技术部专工、设备部电气一次、电气二次技术人员及燃料部电气技术人员进行技术分析。

提出还需要开展如下工作：

（1）检查各个开关出线电缆穿零序CT的[3]方式是否正确。6kV三芯的铠装电缆的钢铠接地线是否穿过零序CT，依据电力行业的标准，分以下两种方式：

a.当电缆头不穿过零序CT，在零序CT的下方时，接地线也不应穿过CT应在CT的下方接地，如图1。

b.当电缆头穿过零序CT，在零序CT的上方时，接地线应回穿过CT，也在CT的下方接地，如图2。

按照上述标准，再次安排对2BCB10及码头二段各开关柜的出线电缆零序CT穿线及接线方式进行检查，均未发现异常情况，都按照标准进行穿线及接线。

（2）检查测试并更换2BCB10开关柜的组合式过电压保护器（避雷器）。对2BCB10开关柜内避雷器进行绝缘测试与交流耐压试验，绝缘测试正常。在进行交流耐压试验时，对A相测试时，当加压到6kV左右时发现接线端子处有红光发出，停止加压，对B、C相进行测试时无此现象。据此判断，可能是由于合式过电压保护器本身原因引起，零序保护动作跳闸。更换避雷器。更换避雷器后送电试运，设备运行稳定，经过2年的运行再未发生类似故障。

3 组合式过电压保护器引起零序保护动作开关跳闸的原因分析

由于组合式过电压保护器本体A相故障，导致设备在运行过程中，A相母线电流瞬时波动，产生不平衡电流，零序电流存在及其持续时间大于FP5000[4]保护装置内部设定值，而导致零序保护动作，报“接地”故障跳停码头B段馈线电源开关2BCB10，从而导致码头6kV二段母线失电。

4 故障暴露的问题及改进方法

（1）保护装置定期校验及定值管理不规范，需要按照标准定期对保护装置进行校验，避免发生保护误动及据动故障，并对保护定值进行重新核算，确保上下级开关保护定值配合精准，避免发生越级跳闸事故发生。

（2）設备保护装置安装不完善，需要盘点现场所有双驱动电机的电缆零序CT的安装情况，确保每台6kV电机的电缆都安装零序CT，完善保护功能。

（3）一次设备的定期实验工作不完善，需要按规程规定对所有一次设备定期开展预防性实验。

5 结束语

文章结合设备实际运行中出现的故障，经过厂内、外专业人士讨论、分析，并逐步实施，最终排除了故障、彻底解决了问题。希望通过文章的论述能够使读者了解到更多分析、处理故障的方法，并从文章学习到避雷器故障可能导致不平衡电流产生，导致零序保护动作、开关跳闸的问题。此外，对于高压设备应该按照规程的规范要求，定期开展预防性试验，以及时发现设备存在的隐患、及时处理，从而提高高压设备的运行稳定性。

参考文献

[1]ABB ZS1中压开关柜使用说明书[Z].

[2]ABB公司VD4（浇注式）真空断路器说明书[Z].

[3]GB50168-2006.电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范[S].

[4]FP5000综合保护装置使用说明书[Z].

作者简介：张云武（1984，3-），男，吉林省农安县，助理工程师，2008年7月毕业于东北电力大学，本科，神华广东国华粤电台山发电有限公司，电气设备检修与维护方面的工作。