一起開關(guān)柜異常跳閘事件分析及原因探究

摘要：整理了一起變電所開關(guān)柜跳停事件的發(fā)生、排查經(jīng)過和后續(xù)結(jié)果。結(jié)合事件，探討了綜保在日常使用中的功能拓展。

關(guān)鍵詞：斷路器跳閘;綜合保護(hù)裝置;二次回路

中圖分類號：TM561? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2024）11-0066-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.11.017

0? ? 引言

電力系統(tǒng)作為石化企業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其穩(wěn)定可靠的運(yùn)行對于保障生產(chǎn)安全、提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要。本文所述石化企業(yè)的某變電所，位于電壓等級為6 kV的中壓范圍，采用了單母分段運(yùn)行方式。這種運(yùn)行方式具有靈活性高、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需求，為企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。

在該變電所的關(guān)鍵設(shè)備選擇中，開關(guān)柜起著至關(guān)重要的作用。本文所述變電所采用了西門子公司的8BK20開關(guān)柜搭配西門子公司的3AH3斷路器方案。為了進(jìn)一步保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，該變電所還采用了南瑞電氣公司的PCS-9627綜合保護(hù)裝置。PCS-9627是一款專業(yè)化的電力系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備，具備先進(jìn)的監(jiān)測、診斷和保護(hù)功能，能夠有效應(yīng)對各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)的故障和異常情況，保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

本文將通過對一起開關(guān)柜異常跳閘事件的深入研究和分析，對變電所的綜合保護(hù)裝置設(shè)置、電氣專業(yè)儀表專業(yè)界面判定等方面進(jìn)行全面探討，為類似變電所維護(hù)和運(yùn)行提供參考和借鑒。

1? ? 事件經(jīng)過

2018年12月6日16：50，收到關(guān)于某變電所某泵停止運(yùn)行的緊急通知，立即組織現(xiàn)場人員前往現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查。

首先，調(diào)取了現(xiàn)場錄像，以排除人為誤操作等因素造成泵停止運(yùn)行的可能影響。經(jīng)過仔細(xì)觀察和分析，未能發(fā)現(xiàn)任何異常操作或外部干擾。

接著，由儀表專業(yè)的技術(shù)人員對DCS（分散控制系統(tǒng)）進(jìn)行了檢查。檢查結(jié)果顯示，DCS未顯示任何異常，泵停止運(yùn)行并不是由系統(tǒng)故障引起的。隨后，對參與聯(lián)鎖的流量計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)檢查，同樣未發(fā)現(xiàn)異常情況。值得注意的是，聯(lián)鎖系統(tǒng)也沒有發(fā)出任何跳閘信號，這表明泵停止運(yùn)行不是由儀表系統(tǒng)中的故障引起的。

在儀表專業(yè)的檢查結(jié)果未能找到問題后，轉(zhuǎn)而由電氣專業(yè)的技術(shù)人員對綜合保護(hù)裝置進(jìn)行了排查。經(jīng)過仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)綜合保護(hù)裝置沒有任何故障報(bào)警記錄，二次端子排連接完好，不存在松動(dòng)短路等情況。因此，初步排除了電氣系統(tǒng)中的故障導(dǎo)致泵停止運(yùn)行的可能性。

然而，令人困擾的是，盡管進(jìn)行了仔細(xì)的現(xiàn)場調(diào)查和專業(yè)排查，但仍未能找到導(dǎo)致泵停止運(yùn)行的明確原因。這使得調(diào)查陷入了僵局，無法進(jìn)一步展開。

2? ? 原因查找

對開關(guān)柜二次原理圖（圖1）進(jìn)行仔細(xì)分析，確定了兩個(gè)能夠觸發(fā)跳閘的開入點(diǎn)，即綜保裝置的804和802端子。鑒于跳閘事件未能產(chǎn)生任何報(bào)文記錄，推測聯(lián)鎖跳閘的概率較高。然而，儀表專業(yè)并未記錄到聯(lián)鎖跳閘的事件，因此需要進(jìn)行更深入的排查工作。

再進(jìn)一步審查綜保裝置的控制原理圖（圖2），發(fā)現(xiàn)開入1～8在跳閘后并未產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)文記錄。因此，決定對非電量1線路進(jìn)行改造，因?yàn)榉请娏?觸發(fā)跳閘時(shí)會生成相應(yīng)的報(bào)文記錄，有利于跳閘事件的追溯和分析。

考慮到聯(lián)鎖跳閘和機(jī)旁跳閘共同接入綜保804開入端子，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確判斷跳閘是由機(jī)旁操作還是聯(lián)鎖觸發(fā)所致。因此，決定保持機(jī)旁跳閘不變，而將聯(lián)鎖跳閘的接線改接至非電量1，即綜保714端子，以確保更精確地監(jiān)測和區(qū)分跳閘事件的根本原因。

這一系列改動(dòng)有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低未來跳閘事件發(fā)生的概率，同時(shí)為跳閘事件的原因分析和故障排除提供更為準(zhǔn)確和可靠的數(shù)據(jù)支持。

南瑞繼保PCS-9627D綜合保護(hù)裝置設(shè)有三路非電量保護(hù)，兩路可以通過控制字選擇跳閘或報(bào)警，一路直接跳閘。第一、二路非電量保護(hù)延時(shí)可到100 s，第三路非電量保護(hù)延時(shí)可到4 000 s[1]。

根據(jù)說明書可知，因?yàn)槭菂^(qū)分機(jī)旁跳閘和聯(lián)鎖跳閘，不需要延時(shí)，故選擇接入非電量1，設(shè)置延時(shí)為0 s。而如果選擇接入非電量3則是一種功能上的浪費(fèi)，可預(yù)留給需要長延時(shí)的分閘信號。在報(bào)警與跳閘之間設(shè)置跳閘，否則聯(lián)鎖無法分閘，將會造成聯(lián)鎖失效，導(dǎo)致裝置工藝上的事故。

3? ? 改造后效果分析

經(jīng)過線路改造后，再次啟動(dòng)了泵，并密切觀察了開關(guān)柜的狀態(tài)。然而，令人遺憾的是，在不到24 h的時(shí)間內(nèi)又發(fā)生了異常的跳閘事件。

迅速檢查了綜保裝置的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)非電量1開入信號的出現(xiàn)時(shí)間為16：52：28.720，如圖3所示。而開關(guān)變位信息顯示跳閘時(shí)間為16：52：28.785，如圖4所示。這一發(fā)現(xiàn)表明，跳閘是由聯(lián)鎖觸發(fā)引起的，并且聯(lián)鎖信號導(dǎo)致開關(guān)變位所需時(shí)間為65 ms。

基于以上分析，排除了跳閘事件由電氣故障引起的可能性。因此，決定由儀表專業(yè)繼續(xù)進(jìn)行故障原因的進(jìn)一步分析和診斷。這將有助于確定跳閘事件的確切原因，并采取針對性措施來解決問題，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4? ? 其他改造方案

在解決問題的諸多思路中，本文所述的方法是其中之一。除此之外，還有一種更為直接的改造方案可供考慮。該方案旨在改造控制回路，通過移除綜保裝置中的機(jī)旁跳閘和聯(lián)鎖跳閘功能，并在兩個(gè)回路中各增加一個(gè)中間繼電器來實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的監(jiān)控。這一方法的操作方式如下：將中間繼電器的輔助觸點(diǎn)接入跳閘線圈，再將輔助觸點(diǎn)連接至一個(gè)指示燈，從而能夠清晰地區(qū)分出是哪個(gè)回路導(dǎo)致的跳閘情況。

然而，盡管這種方法在實(shí)現(xiàn)跳閘監(jiān)控上有一定的優(yōu)勢，但也存在一個(gè)明顯的弊端，即無法記錄跳閘發(fā)生的時(shí)間。盡管原有的功能不能彈出報(bào)文，但可以將跳閘事件的發(fā)生時(shí)間記錄下來，作為事件存儲，為后續(xù)的事故頻率統(tǒng)計(jì)提供重要參考。這一記錄能使相關(guān)工作人員更全面地了解系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而更好地指導(dǎo)后續(xù)的維護(hù)工作和系統(tǒng)優(yōu)化。

考慮到這一方法的實(shí)施可能對系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，還需要進(jìn)行充分的風(fēng)險(xiǎn)評估和效果驗(yàn)證。在實(shí)施過程中，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，以確保改造工作的順利進(jìn)行和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。此外，還應(yīng)該密切關(guān)注改造后系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決可能出現(xiàn)的問題，以確保系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，并為用戶提供可靠的保障。

綜上所述，盡管這一改造方案存在一定的局限性，但通過合理應(yīng)用和配合其他技術(shù)手段，其局限性完全可以克服，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)更加精準(zhǔn)的監(jiān)控和有效管理，從而確保系統(tǒng)能夠持續(xù)、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。針對功能簡單且落后的綜保產(chǎn)品，可以采取多種手段來提升其性能和可靠性。其中一種方法是在控制回路中引入繼電器、自保持回路和信號指示燈等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)所需的功能。這些額外的裝置不僅可以增強(qiáng)系統(tǒng)的性能，還能提高其穩(wěn)定性和可靠性。

5? ? 結(jié)束語

然而，隨著電氣儀表專業(yè)的發(fā)展，也必須認(rèn)識到，盡管這些額外裝置帶來了明顯的益處，但在連接緊密的專業(yè)環(huán)境中，故障排查往往變得更加復(fù)雜和困難。這種復(fù)雜性不僅會增加故障診斷的成本，還可能導(dǎo)致專業(yè)間的推諉扯皮現(xiàn)象。在實(shí)際工作中，常常會遇到電氣和儀表專業(yè)之間的界面問題，這需要充分利用現(xiàn)有的技術(shù)手段來加以解決。

因此，為了確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行和維護(hù)，需要采取一系列措施。首先，應(yīng)該明確劃分電氣和儀表專業(yè)之間的責(zé)任和職責(zé)，確保各自的工作范圍清晰明確。其次，需要建立起高效的溝通機(jī)制，確保不同專業(yè)之間能夠及時(shí)分享信息和交流問題。此外，針對可能出現(xiàn)的故障情況，還應(yīng)該制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案和故障處理流程，以便在出現(xiàn)問題時(shí)能夠快速、有效地進(jìn)行應(yīng)對。

另外，還可以考慮采用先進(jìn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷技術(shù)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的故障隱患。這種技術(shù)不僅能夠提高故障診斷的效率，還可以降低維護(hù)成本，提升系統(tǒng)的整體性能和可靠性。

總之，雖然在改進(jìn)功能簡單且落后的綜保產(chǎn)品時(shí)會面臨一些挑戰(zhàn)，但通過合理利用現(xiàn)有的技術(shù)手段和加強(qiáng)專業(yè)間的協(xié)作，完全有能力確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行和維護(hù)，以滿足用戶的需求和期望。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 南京南瑞繼保電氣有限公司.PCS-9627D電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置技術(shù)和使用說明書[Z]，2010.

收稿日期：2024-03-25

作者簡介：李楓（1988—），男，遼寧錦州人，工程師，研究方向：電氣設(shè)備維護(hù)。