某电厂循泵电机故障引起其他辅机跳闸原因分析及建议

赵新定

摘要：针对循泵跳闸后，根据保护动作報文和故障录波信息，对短路电流进行计算和分析，从而计算出故障时母线电压的最低值，并进一步详细分析出其他辅机设备低压跳闸的机理和原因，同时，针对故障原因制定有效的措施和建议方案。

关键字：故障;故障电流;低电压;跳闸;

1.概述

某电厂于2018年8月15日19：17启动#4机4B循泵时差动保护动作，其故障原因为循泵电动机内部高低速切换用连接片烧断而导致三相短路，引起4E磨煤机、4F磨煤机、4B空预器主电机、4B火检风机、4A送风机B油泵、4B小机B油泵、4B密封油泵、#2EH油循环泵、4B一次风机冷油泵及A油泵、4B送风机A油泵、4B送风机#2液压油泵、#4炉捞渣机、#7空压机、#8空压机、#10空压机等设备跳闸。通过现场进行分析，并结合仿真计算结果综合分析：其他辅机跳闸的原因为故障时造成的低电压，而厂内部分辅机不具备低电压穿越能力而导致。分析过程如下：

2.故障短路电流水平及6kV母线电压下降程度

（1）根据4B循泵保护动作报文：

对应一次故障电流为8898A～10044A，应当注意的是该报文所记录的电流值为保护装置动作时电流值，并不能真实表征故障电流水平。

（2）查发变组故障录波，由于现场高厂变低压侧分电流、6kV母线电压未接入故障录波器，仅能对高厂变高压侧电流及B分支零序电流进行分析：#4高厂变B分支零序电流首先发生突变，3～5ms后高压侧三相电流由负荷电流993A突变至故障电流6600A左右，折算至6kV侧故障电流约为22.9kA.故障时间约69ms。

（3）利用仿真计算程序，根据高厂变参数及实际负荷情况设定初始条件：

模拟三相接地故障，过渡电阻设为0.11Ω，故障持续时间为70ms，其高压侧及低压侧短路电流及6kV母线电压曲线分另如图2，图3所示，由计算结果可知高压侧计算故障电流与实际故障电流基本一致，6kV 4B段母线电压最低下降至62.2%即3.92kV。

3.厂用辅机设备低电压跳闸机理分析

（1）交流接触器或中间继电器低电压释放

目前厂内低压电动机启停采用交流接触器控制，利用电磁线圈串入常开辅助接点的方式实现接触器的自保持功能，其控制回路与主回路采用同一交流电源供电。按照国家标准规定，交流接触器操作机构应在85%额定电压下可靠吸合，一般制造厂为了保证接触器在低电压下可靠工作，将电磁机构的最低吸合电压设计在70%～75%额定电压，当电源电压下降到最低吸合电压时，将导致接触器断开，从而引起电动机供电中断跳闸。

对于存在交流中间继电器的控制回路，当交流电压低于继电器的返回电压时，也会引起主回路接触器释放而导致电动机跳闸。

（2）PLC低电压重启

由PLC完成程控的设备，其PLC电源一般为24V供电，其控制柜内一般设有辅助电源模块，交流输入电源范围为180V～254V（82%～115%额定电压），当交流输入电压偏离输入范围时，将影响电源模块的24V供电输出，从而影响PLC正常工作，当直流电压低于15V时将引发PLC死机或重启，触发PLC故障而引起设备跳闸。

4.厂内其他辅机跳闸原因

本次所跳闸设备所在400V低压母线段均由6kV 4B段供电，经上述分析计算，此次故障时6kV 4B段电压下降到3.92kV（62.2%），故障持续时间69ms，由于低电压的持续存在，同时厂内部分辅机不具备低电压穿越能力而导致其辅机跳闸。

（1）4E、4F磨煤机跳闸的原因为4E、4F磨煤机油站中交流继电器低电压释放，造成油站跳闸而触发磨煤机首出跳闸。

（2）空压机跳闸的原因为其控制回路采用交流供电，低电压引起控制电源失电。

（3）其它400V电动机跳闸原因为交流接触器因低电压释放而导致电动机停运。

5.采取措施及建议

应以提升厂用辅机低电压穿越能力为目的，对交流控制回路继电器、主回路的接触器等薄弱环节进行排查：

（1）优先选用释放电压较低的元件。

（2）根据辅机工作特点可采用延时继电器，使电动机在低电压穿越后完成再启动。

（3）采用接触器加装储能延时元件，为接触器线圈在低电压期间继续提供能量，保证主触头的吸合，接触器的工作状态不发生改变。

（3）加装与接触器配合使用的延时锁扣头装置，在接触器吸合后线圈转入省电模式，靠锁扣头锁扣作用保持主触头的接通。在低电压期间由于锁扣头的作用，接触器触头不断开。

（4）辅机设备的PLC电源供电应采用UPS或直流可靠电源供电;对于重要辅机的变频器，必要时应加装低电压穿越装置。

（5）重要设备控制箱内可采用双电源供电或将控制电源改造为直流电源供电。

参考文献：

1、汤涌，田芳.电力系统短路电流计算.中国电力出版社. 2015年09月.

2、何瑞文.电力系统继电保护 第2版.机械工业出版社.2017年04月.