厂用400V零序过流保护动作事故分析

厂用400V零序过流保护动作事故分析
发表时间：2018-07-05T15:58:01.640Z 来源：《电力设备》2018年第9期作者：王江华
[导读] 摘要：机组冷却风机发生接地路故障，因开关选型不合理，造成越级跳闸，引起400V厂用变压器零序过流保护动作，在未找了故障原因时再次误合故障回路引起厂用400V 高压侧开关跳闸，400V厂用电全部消失。

（四川港航嘉陵江金沙航电开发有限公司 637400）
摘要：机组冷却风机发生接地路故障，因开关选型不合理，造成越级跳闸，引起400V厂用变压器零序过流保护动作，在未找了故障原因时再次误合故障回路引起厂用400V 高压侧开关跳闸，400V厂用电全部消失。

关键词：大电流系统、零序过流保护、开关越级跳闸
1 概述
在中性点直接接地（包括经小阻抗接地）系统中，当发生单相接地故障时，接地电流一般都比较大，所以称为大电流接地系统。

一般110kV及以上系统或380/220V的三相四线制系统采用大电流接地系统。

沙溪电站400V厂用电系统则是中性点直接接地的大电流系统。

两台厂用变压器装设保护有限时电流速断、过电流保护和零序过流。

其中零序过流保护用以反映变压器低压绕组、400V母线不对称接地故障的主保护，同时也作为400V系统负荷不对称接地时的后备保护。

保护动作结果为延时0.7秒跳开变压器高压侧断路器。

2 故障现象
2011年9月15日，沙溪电站厂用400V II段失电，2#厂用变高压侧断路跳闸，厂用400V低压侧备自投装置401动作，厂用电由标准运行变为I段带II段运行，当运行人员恢复机组辅助设备动力电源时，厂用400V I段失电，1#厂用变高压侧断路器跳闸，导致厂用400V失压。

由于我厂机组辅助设备动力电源来自厂用400V系统，因此，全厂3台机组手动紧急停机。

事后查看现场，厂用400V 两台变压器保护装置“零序过流“保护动作。

3 故障原因分析及处理
在出现厂用400V失压后，检修人员迅速赶到现场，分析查找故障原因。

查看两台厂用变压器保护装置上的报警动作信息，为零序过流保护动作。

出现零序过流保护动作可以反映出厂用400V I段、II段有接地现象，由于厂用400V II段先失压，在备自投动作后厂用I段带II段运行时，在I段出现零序过流报警信息。

通过这个现象可以分析：接地故障可能出现在II段上，因为I段零序过流保护动作是在厂用I段带II段运行时，再次投入故障回路引起。

基于上面的分析，应该认真检查厂用II段所有设备（包括2#厂用变压器、II段母线和所带负荷设备）的绝缘状况，查找是否存在接地故障。

首先检查了2#厂用变压器，摇测高低压侧绕组对地绝缘均合格，检查厂用II段三相母线对地绝缘良好，并没发现有接地现象。

接着要检查II段各负荷设备。

由于厂用负荷设备很多，如果逐一排查，那整个查找工作量相当很大，这种方法也不适宜于快速查找问题。

只有认真梳理当时出现的故障现象，看能否缩小查找范围。

通过对运行人员的询问了解：在厂用400V I段带II段运行期间，运行人员对II段掉电的设备都进行了一次重合闸操作，正好在恢复1#机组风机电源的时候，厂用400V失压。

因此可以推断出风机存在接地故障的可能性很大。

这样，故障查找的范围就锁定在1#机组的6台风机。

通过对每台风机的绝缘检查，发现6#风机电机对地绝缘为0，明显存在接地。

由此可断定此次故障由该风机引起。

于是把6#风机电源开关摇至检修位置，复归所有报警信息，再次合上两台厂用变压器高压侧开关，恢复厂用电标准运行方式，经观察所有设备运行正常。

在恢复厂用400V正常运行后，反思此次事故：机组风机接地短路故障为什么会引起厂用400V零序过流保护动作，造成故障范围扩大，按照正常保护配置原则，设备出现故障应先跳距设备最近的开关，不能越级跳闸。

通过对整个风机控制回路的检查，发现机组辅助设备控制柜内的空开开额定电流为100A，热继电器整定值为63A，在机旁动力屏的抽屉开关内断路器的额定电流为125A,热继电器整定值为52A，而风机电机功率为22KW,实际运行时电流为30A，按照规程要求，用于电机控制的断路器选型应该是额定电流的1.5～2.5倍（即45A~75A），热继电器整定为额定电流的0.95～1.05倍（28.5～31.5A）。

由此可见风机的两个开关和热继选型都不符合继电保护配置要求。

我厂400V I段和II段的零序过流保护动作时间整定为0.7S，在此次故障中，用于控制风机的两个断路器都没在0.7S内跳闸，从而造成故障范围扩大，引起厂用400V零序过流保护动作跳开厂用变压器高压侧断路器。

所以，不合理的空开和热继电器选型成为此次事故的根本原因。

4 结束语
按照继电保护的配置与整定原则：可靠性、速动性、选择性和灵敏性。

我厂10KV及以上系统的继电保护都很完善，而厂用400V系统的继电保护还是个薄弱环节，我厂400V的电动机数量较多，保护不够完善，要进行全面清理和整改。

特别是空开和热继电器的选型和整定非常重要，确保在出现故障时能可靠动作，及时的切除故障，而不会导致开关的越级动作，扩大事故范围，保证机组和设备的安全稳定运行。

参考文献：
[1] 王闯.广蓄二期厂用电系统故障分析及解决.《水力发电》.2014
[2] 姚建新.6kV厂用电系统接地分析及处理.河北电力技术。

2012
作者简介：王江华，1981年7月，男，汉族四川阆中人，工程师，学士学位，研究方向：贯流式机组运行维护。