（江苏华电仪征热电有限公司 江苏扬州 211417）
摘要：本文对江苏华电仪征热电有限公司（3X254MW）#1/#2燃气机组在开停机时发生的汽机保安段重要辅机异常跳闸及瞬间自启的情况进行分析，详细描述处理过程，希望对经后的工作提供参考。
关键词：干扰源 控制回路 感应电压 马达控制器
一、引言
江苏华电仪征热电有限公司为新建3X254MW燃气机组，3套机组各设厂用400V段，布置在汽机房厂用400V配电间，控制400V开关的DCS布置在主厂房电子间，保安段辅机开关采用江苏大全KF2M-100H，码控器为江阴托普PD28MK，接受以脉冲方式发出的分合闸命令而分合开关；控制电源采用直流220V。
二、干扰来源
1.电容偶合干扰
在电力系统中，许多控制信号线必须平行布置，崦平行导线之间存在分布电容，为交变的干扰信号提供了电抗通道，为外部干扰窜入提供线路。
2.电磁偶合干扰
电磁偶合是指通过电感引入的感应电势。任何交变信号线的周围都会产生交变的电磁场，而这些交变的电磁场会在并行的导体之间产生电动势，这也会造成线路上的干扰。
3.漏电阻
漏电阻是由于绝缘不良造成的，如绝缘材料被破坏、老化、漏电而影响到其他信号。新厂虽然不会出现绝缘老化，但因施工质量导致绝缘破坏时有发生。
4.开关柜内部干扰
开关柜内部的干扰主要来源于柜内的电气元器件、不合理走线、系统接线等因素。开关柜内部走线的数量非常大，包括电缆和内部的二次线，由于空间有限，一般不会将强电和弱电分开布置，而是一起梱扎在一个线槽内。电源线、外回路供电信号线产生的交变磁场会对控制线产生干扰。控制系统长期运行后，接线端子出现松动，加上环境温度和湿度一年四季的变化，就会使接线端子和电缆线、二次线这些不同金属结合部位出现热电势或由金属腐蚀造成的化学电势，这些电势存在于信号回路中时就成了干扰信号。
5.不正常接地干扰
良好的接地可以有效抑制干扰的产生，而且能够防止设备向外系统发出干扰，但是如果系统接地错误或者出现异常，就很可能引入较大的干扰信号，严重时会使整个控制系统无法正常工作。控制系统的接地一般包括系统接地、信号接地、电源接地等。不正常接地对控制系统的干扰主要由于各个接地点电位分布不均匀，不同接地点存在电位差，引起环路电源，影响系统正常工作。
6.公共阻抗
当2 个或多个阻抗公用1个阻抗时，可能会通过公共阻抗形成回路间的干扰。如多个电路公用一个电源时，电源内阻和汇流条便成为公共阻抗。
7.电源干扰
在实际运行工况下，有许多电源的引入的干扰造成控制系统的故障，如大型电气设备的启停、开关操作浪涌、电网短路的暂态冲击、雷击等，都可以通过输电线路传到电源侧。由于分布参数，尤其是分布电容的存在，目前还做不到绝对隔离。
电缆之间由于分布电容的存在，同一桥架中高压电缆会给其他控制电缆带来感应电。一般情况下若是控制电缆不长，感应电压不明显，但不能忽视这种感应电的存在。但是当控制电缆达到一定的长度，再加上高压电缆干扰等外部因素的影响，这种感应电往往能够造成现场控制开关误动，给安全生产带来隐患。
二、事件经过
我公司#2机交流润滑油泵、#21顶轴油泵、#21排烟风机三台重要辅机位于汽机保安段同一开关柜内，在2013年5月8日12点09分、5月13日5点45分的两次开停机过程中三台辅机发生异常跳闸及瞬间自启现象。逐个检查#2机交流润滑油泵、#21顶轴油泵、#21排烟风机及开关柜马达控制器运行报警记录，装置没有相关跳闸记录和报警，运行状态正常。据此，判断并不是因为辅机运行故障引起的跳闸。随后对开关及马达控制器进行检查，同时测量控制回路的绝缘及屏蔽接地，结果均无异常。在DCS系统查询相关记录，发现在此次跳闸和自启事件的时刻，只有跳闸合闸记录，没有其他关联记录。考虑到三台辅机均为保安段负载且开关控制柜紧靠在一起，电缆存在绑扎在一起的情况，初步判断为感应电干扰所致。在对#21排烟风机进行多次分合闸试验发现，开关有时会存在一合闸即自行跳闸的现象。将分闸回路控制电缆线从端子排拆下，开关合闸正常，用万用表测量分闸电压为18V，电压小于控制回路的分闸电压，不可能使分闸回路动作。检查电缆屏蔽接地良好，将分闸回路恢复接线，仍然出现误跳现象，用表测量分闸电压，发现在开关合闸瞬间电压达到95V左右，这个电压的存在是导致开关误跳闸的原因。
三、原因分析
1.6kV和400V段开关控制回路均使用直流，其中6kV开关控制回路有包括中间继电器、跳闸合闸位置继电器、断路器跳合闸线圈等电感，这些元件有的用于保护，但它们在断路器分合闸直流回路中，其中的电阻和二极管，使回路感应电压减弱，从而保证断路器不误动作；而400v开关分合闸回路比较简单，控制回路感应电压直接加在马控器控制输入端子，这种情况下开关在合闸时，受相邻电缆之间的电磁干扰，分闸回路感应电压波动达到一定值后直接引起开关误跳闸。
2.开关控制回路中DCS为常开接点，在远程操作过程中回路闭合开关合闸。通过测量分合闸线圈动作电压在110V左右，远控合闸时分闸控制线能产生较高的感应电压，并且足以表现出来。控制回路屏蔽电缆的使用使单位长度芯线对地电容增大，400V开关距DCS控制柜较远，控制电缆对屏蔽层的综合分布电容增大，使开关在合闸时充放电过程时间增长，电流增大，感应电相应的增大导致开关一合就跳。
四、应对措施
根据以上的故障分析确定保安段重要辅机发生误跳闸的原因是受回路之间的感应电压干扰。在此主要考虑以下几点处理措施来消除电缆存在的较强感应电应：
1.针对一次、二次系统布置不合理问题
根据《火力发电厂、变电所电缆敷设设计技术规定》规范的要求对电缆敷设存在问题的进行整改，结合现场敷设的条件，严格按照电缆的使用特性、运行要求对电缆布线进行重新整理，将不符合标准的重新布设。一般情况下，电力电缆和控制电缆须分开排列，在遇到两种电缆敷设于同一侧的电缆桥架上时，尽量将控制电缆放置在电力电缆的下端。
2.针对二次回路设计、施工问题
为了确保电厂二次回路系统的稳定性，直流控制回路在设计、安装、调试以及验收等环节需要加强控制力度，根据《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》的相关规定，确认电缆屏蔽层有效接地，就地控制柜的接地点接入地网，部分控制电缆无屏蔽层的，则需将备用芯接地。当控制电缆的敷设长度较长时，尽量减少电缆的根数，同时还要避免电缆芯的多次转接。
事件发生后经检查我公司以上措施都按标准得以有效实施，但现场实际仍存在不可忽视感应电压。为消除回路存在的较强感应电，我们对三个开关的控制回路进行完善，根据欧姆定律、感应电压大小估算，在控制回路中增设一个阻容RC滤波模块。新的二次回路如图1所示，在正常情况下通过跳、合闸回路的电流小于其最小动作电流以及长期热稳定电流。在控制回路中增加感应电滤除元件后，经反复测试合分闸操作动作正常，新增元件不影响开关控制回路的正确功能，并能有效消除分合闸线圈上的感应电。汽机保安段三台辅机开关控制回路这样改进后，接触器不再误动，运行正常。在消缺过程中我们发现电缆末端无屏蔽芯线应尽可能短，这一要求常常被我们低估，1cm未屏蔽的信号芯线上所产生的干扰估算相当于完好的几米有屏蔽的电缆线。
五、结束语
在此次事件中，辅机开关直流控制回路存在感应电压的干扰，该隐患隐蔽性强，给检修人员排查问题、消除缺陷方面带来了很大的困难。本文对故障现象进行详细分析，总结了发生的原因一般是一次、二次系统布置不合理问题；二次回路设计、施工问题；并讨论特殊情况下通过改动消除回路感应电干扰的具体解决方案。为以后直流控制回路引起的380V开关误动的故障分析以及处理提供实际参考。
论文作者:李辉
论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期
论文发表时间:2017/1/14
标签：回路论文; 电缆论文; 干扰论文; 电压论文; 感应论文; 屏蔽论文; 辅机论文; 《电力设备》2016年第23期论文;