6KV接触器无法分闸事件分析及处理

□焦璐璐

一、事件背景

根据安全系统定期试验监督大纲的要求，核电厂应急交流电源柴油发电机组每月要进行一次低负荷运行性能试验，并在试验过程中验证应急交流母线上各负荷的加卸载序列是否正确。

某核电厂3号机组进行B列应急柴油发电机组的低负荷运行性能试验过程中，在柴油机组正常带载后出现应急母线配电盘故障综合报警，随后主控操纵员发现4号设备冷却水泵6kV电源开关的运行电流较以往异常变大。主控操纵员尝试将此开关主控分闸及就地试验盒手动分闸，开关均保持原状。将开关直流控制电源退出后，开关仍保持原状(此开关为电保持)。检修人员再次将直流控制电源投入后，运行人员尝试用试验盒手动分闸，开关分闸成功。

二、事件分析原因及影响

(一)开关保护是否正确动作。从计算机记录系统中的记录可以看出4号设备冷却水泵6kV电源开关在柴油发电机组卸载、加载逻辑发出后就发生了合闸，并且在合闸后大约1.6秒后发生了6KV开关不可用报警信号。此不可用信号为开关相不平衡电气保护动作出口所致。但是保护的动作并没有使开关跳闸。

调取断开开关直流电源时刻的电流录波曲线发现，当直流控制电源再次合闸时，C相电流有一个明显的下降趋势，而A相电流有一个上升的趋势。之后A相和C相电流处于平衡状态。

电保持中压接触器的控制回路中当开关收到就地或者远方合闸信号后，开关合闸，形成合闸控制回路的自保持。开关的保护装置由于直流控制电源的失去而自动复归，跳闸节点返回，故开关合闸后的自保持回路仍然有效，所以当直流控制电源再次投入时，相当于开关再次收到合闸信号，开关正确动作合闸，从而使开关三相平衡，此时电气保护也没有动作。

通过调取试验当天以及上一次试验期间柴油发电机组就地控制PLC中发电机加卸载期间的负荷电流发现，0秒工步的负荷明显增大,说明柴油发电机组在0秒时刻带载时有别的负荷没有卸载成功或者在0秒时刻有大的负荷没有按照加载程序加载。

调取电厂计算机记录系统记录的柴油机组这次加卸载期间的负荷电流，通过对比柴油发电机组就地控制PLC中电流曲线和计算机记录系统中的电流曲线发现计算机记录系统中的电流值明显大于就地控制PLC中的电流值。就地PLC中的电流取自A相电流，计算机记录系统中的取自C相电流。故说明电源系统确实存在相不平衡情况，保护装置动作正确。

(二)控制回路影响。柴油发电机组的加卸载程序是由LHA/B系统继电器机架控制发出的。当系统满足加卸载条件时，继电器机架发出卸载信号和带载信号，其中带载信号实际是程序正在进行信号，LHA系统此信号持续40秒，LHB系统此信号持续30秒。

在继电器机架的控制逻辑中，卸载信号与加载信号基本上同时发出，由于开关控制原理为分闸指令优先，故当卸载指令消失时，带载指令将使开关合闸。这就是同时卸载、分步带载的原理。但是进一步分析继电器机架控制逻辑与继电器的动作特性得出，带载信号先于卸载信号触发，时间大约超前为几十毫秒。

为了进一步验证这个超前时间的存在，电气检修人员利用便携式录波装置，选取开关柜上合闸指令继电器与跳闸指令继电器的动作时刻为加卸载程序中的加载指令与卸载指令的最终到达开关柜的时刻。为了更加真实地反映现场实际状态，电气检修人员同时录取了合闸直流电源波形。

电气检修人员利用继保测试仪的状态序列程序，对开关柜模拟这个短延时的合闸脉冲信号，经过现场多次的重复试验发现，合闸脉冲信号在30～40ms之间时确实存在开关的处于合闸与分闸的中间状态，A相分闸，B、C相合闸。而开关的生产厂家进一步试验也验证了此观点：利用电厂现有的各种数据记录系统，对事件发生的时序、模拟量变化状态以及相应控制程序的分析，得出了6kV开关非全相合闸的根本原因。

(三)事件影响。第一，如果设备冷却水泵不能及时跳闸，且电流继续上升，可能导致电机烧毁，产生第二组I0，(技术规范规定1个月内，机组需后撤到双相中间停堆)对机组正常运行产生影响。第二，在就地利用试验盒分闸过程中，由于开关的不可控，可能引起操作人员的人身安全问题。第三，开关的拒动，可能导致故障的扩大，从而影响中压应急母线安全运行。

三、6KV接触器无法分闸措施及改造

(一)运行人员应对措施。第一，在控制电源可用的情况下，利用试验按钮对此接触器合闸操作，然后再分闸。第二，若上述无效，则断开控制电源SM30，若接触器仍没有分闸，则等待60s，再合上SM30后用试验盒对接触器手动分闸，若不能分闸则采用断开SM30的方式多尝试几次。第三，如果上述两种干预均无效时，且运行人员必须断开某接触器，应立即断开本段中压母线的进线电源。(在断开进线电源的情况下应急段要考虑柴油发电机组的状态，其它段母线要考虑慢切换的状态，要做好充分的安全分析，否则导致其它电源再次投入到故障母线)。

(二)技术改造。在不影响加卸载主程序的前提下，根据程序控制回路原有的条件，在涉及到的6kV中压负荷开关柜加载指令(即程序正在进行)上增加0.9s的延时，此延时完全可以确保卸载指令先于加载指令达到开关柜控制回路，闭锁开关的合闸。试验结果显示加载指令晚于卸载指令850ms左右到达开关柜，6KV开关不动作；当卸载指令消失时，中压开关合闸。

四、接触器无法分闸事件整改

(一)整改目的。2013年2月,厂家发来传真提出更换V7型接触器的新观点：一是带有嵌入式软件的元件必须经过大量的实际运行经验;二是其嵌入式软件必须符合国际标准(如IEC 60880)的认证。同时满足上述条件的情况下，才在核级系统中采用带有嵌入式软件的元件，目前ZVC/VSC的接触器暂未能全部满足这些条件，所以建议二厂将VSC型接触器更换为V7型接触器。同时某公司提出了ZVC/VSC和ZVC/V7有相同的技术参数和性能，而V7相比VSC的优点在于:一是电保持型V7只有一个分位，机械保持型有合、分位；二是V7是电动驱动模块；三是ZVC/V7有更多的运行经验；四是V7机械保持型驱动板使用寿命较电保持型长。

(二)整改过程方案。第一，非应急段选4台ZVC小车替换；第二，应急段选2台ZVC小车替换；第三，LHA段选所有ZVC小车替换；第四，3/4LHA/LHB所有应急段选4台ZVC小车替换。

低压室内元器件及导线更改：第一，电保持型接触器。相应二次回路接线更改，由于V7的功率较大，启动电流也较大，因此电保持型接触器需要用增加一中间继电器来启动合闸回路。第二，机械保持型接触器。增加中间继电器来启动合闸回路，增加防跳继电器。

五、结论

通过对某公司生产的ZVC/VSC型开关无法分闸的原因进行分析后发现，导致其无法分闸原因为开关本身存在缺陷，在处理事故过程中，运行及维修人员提出了应急分闸措施以及技改项目。后某公司积极反馈提供新型ZVC/V7型开关，通过整改方案，进行统一更换，保证核电机组安全、稳定运行。