关键词：接地故障 低压失磁 接触器 强励
1.故障现象概述
冬季某日，广东某电厂（简称电厂）#1机组运行，#2机组停备，凌晨01:42:59集控操作台突发报警光字，220KV白旺甲、乙线线路保护启动，母联保护启动，#1机组励磁系统强励，#2机组400V系统中，密封油主油泵B、密封油真空泵、主机排烟风机B、小机排烟风机B等六台电机跳闸，各备用泵成功联启，报警光字短时自动复归，事件未造成发电机组设备实质性损害。
事后电厂联系调度询问，得知220KV系统某处发生永久性接地故障，该处线路保护单相跳闸后，重合于故障后加速动作三跳成功将故障切除，过程持续1019ms，电厂因此受到两次冲击。
2.设备情况介绍
电厂220KV系统为双母线接线方式，升压站为室内GIS配置，同塔双回出线与电网连接，两台发变组系统，主变YNd11接线，一台起备变，YN,d11-d11接线，主接线图如下示：.png)
某电厂电气主接线图
事件发生时电厂运行情况：
220KV系统：#1发变组运行，#1主变挂220KVⅠ母，主变中性点直接接地；#2发变组停备；起备变运行，挂220KVⅡ母，起备变中性点直接接地；220KV母联开关合位；220KV白旺甲线运行，挂220KVⅠ母；220KV白旺乙线运行，挂220KVⅡ母。
厂用6KV系统：#1机组6KV系统由#1高厂变供电；#2机组6KV系统由起备变供电；
3.现场检查情况
220KV白旺甲线、乙线保护装置启动，220KV母联保护装置启动，线路故障录波启动录波，故障过程中，母线电压、各支路电流均有不同程度响应，220KVⅠ母电压A相133.4KV，B相电压降低至37.8KV，C相138.8KV，零序电压高至112.9KV，220KVⅡ母电压A相132.8KV，B相降低至39.2KV，C相136.4KV，零序电压高至112.7KV；白旺甲线零序电流达到3285A，白旺乙线零序电流达到3540A，母联零序电流为2445A；
#1机组故障录波启动，#1机组励磁强励两次；故障反应到机组侧时，#1机组6KV工作A段电压A相降至2.91KV，B相降至2.96KV，C相3.51KV，工作B段电压A相降至2.94KV，B相降至2.95KV，C相3.54KV；
#1主变零序电流达到5784A，起备变零序电流达到1114A；
#2机组6KV工作A段电压A相降至2.72KV，B相降至2.21KV，C相3.57KV，工作B段A相降至2.61KV，B相降至2.21KV，C相3.58KV；
4.接触器分闸原因分析
交流接触器，其原理是当接触器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开，常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常闭触头闭合，常开触头断开。国际IEC标准规定，电磁式交流接触器在额定电压的80%为临界可靠吸合电压，临界释放电压为额定工作电压的20—70%，现场使用中，电磁式交流接触器一般都在标称的电压50%释放。
事件发生后，电厂对发生失磁释放的接触器进行了测试，并对同一段400V母线上其它未发生失磁释放的接触器进行了对比测试，本次测试是在解开一次主回路的情况下，在接触器线圈直接加试验电压进行测试，测试结果如下表所示：.png)
由上述测试可知，电厂所安装的接触器，在标称电压的50%左右会发生失压释放。
经过现场检查，对照220kV白旺甲乙线保护启动记录，结合故障录波情况分析，电网220KV某线路发生了B相接地故障，该段线路瞬时跳闸切除故障，然后重合闸一次，由于是永久故障，重合闸送电后保护后加速动作，三相永久跳开，从而切除故障，这一动作过程中，造成电厂在1秒内受到两次接地故障冲击，电厂母线电压急剧降低，B相母线电压降至额定的27%，直接影响到厂内6KV系统电压同时降低，#2机组6KV B相母线电压降至额定的59%，低电压穿越情况直接影响到400V系统过低，400V系统电压瞬时降低，而接触器对暂态情况的感应较灵敏，从而造成#2机组侧低压电动机接触器发生失磁释放行为。由于400V系统各段母线电压暂未接入故障录波装置，现时无法查看暂态时400V电压变化情况。
此次，电厂发生失磁释放的接触器均在停备的#2机组侧，而运行中的#1机组侧未发生一例低压接触器失磁释放，对比#1机组故障录波，#1机组在系统故障发生时励磁调节器强励及时动作，#1机组6KV电压虽然也被拉低，但是由于励磁调节器强励作用，使#1机组6KV电压仍在额定电压80%以上，有效抵御住了此次系统故障冲击影响。
5.结语及建议
超高压电网发生接地故障时有发生，故障会引起系统电压瞬时跌落，将临近故障点母线电压拉低，使得厂用电压急剧下降，而目前电厂低压负荷大量配置交流接触器，母线电压瞬时降低会造成接触器控制电压低于临界释放电压，引发接触器失磁释放，大量辅机因此跳闸，重要辅机跳闸直接将引发发电机组跳闸，从而造成事故扩大，甚至有可能引发电网大面积停电事故发生。
因此，在提升超高压电网故障保护快速动作切除能力的同时，应该加固发电厂低压厂用电系统，保证在系统故障发生电压瞬时跌落时，厂内重要辅机接触器不发生失磁释放，提高发电厂设备安全稳定运行水平，提高电厂抗系统故障冲击能力：
1)电厂应该结合技改计划，将380V工作段母线电压接入故障录波进行监测。
2)电厂应该制定设备管理计划，定期测试重要低压辅机电源接触器返回电压、动合保持电压，及时更换不合格设备。
3)考虑将重要辅机设备交流接触器更换为直流控制接触器，或者更换为锁扣式接触器，加强测试维护。
4)检查励磁调节器参数，保证调节器强励能够正确动作。
作者简介：胡黎明（1988），男，国电肇庆热电有限公司设备管理部，电气二次班副班长，工程师，2009年大学本科毕业，学士学位，现主要从事发电厂电气继电保护、励磁系统管理工作。
参考文献：
1.GB 50055--2011 通用用电设备配电设计规范[S]。
2.GB 14048.1--2006 低压开关设备和控制设备[S]。
3.杨雄平，罗向东 一起相间接地短路故障引起的负荷损失事故分析 广东电力2009年2月第2期 文章编号1007-290X（2009）02-0063-05
论文作者:胡黎明
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
标签：接触器论文; 电压论文; 故障论文; 机组论文; 电厂论文; 母线论文; 发生论文; 《中国电业》2019年20期论文;