一.概述
安全可靠的供電系統(tǒng)是企業(yè)發(fā)展最基本的要求。供電系統(tǒng)的安全可靠性必須有可靠的供電設(shè)備的支持。然而供電設(shè)備都會(huì)在環(huán)境的影響下發(fā)生不同程度的故障,排除故障是確保安全供電的重點(diǎn),而故障點(diǎn)的查找更是重中之重。
我公司是年加工70萬(wàn)噸原油能力的石化企業(yè),供電系統(tǒng)是66KV三條進(jìn)線,正常運(yùn)行時(shí)一臺(tái)變壓器運(yùn)行,一臺(tái)備用,是單母線分段結(jié)線方式,正常運(yùn)行時(shí)母聯(lián)開關(guān)處于合閘狀態(tài),有四個(gè)分變電所都是6.3KV電壓等級(jí),而且四個(gè)分變電所分散供電。對(duì)易燃易爆和連續(xù)性很強(qiáng)的石油化工企業(yè)來(lái)說(shuō),任何一次電氣故障都會(huì)嚴(yán)重地威脅企業(yè)安全生產(chǎn)。
2002年7月13日18時(shí)56分,主變中央信號(hào)屏“I、II段接地”、“低周交流電壓斷線”光字牌亮報(bào)警,不能復(fù)歸。立即派出值班人員到各分變電所查找接地點(diǎn)。由于整個(gè)6.3KV系統(tǒng)經(jīng)過(guò)主變母聯(lián)聯(lián)結(jié),顯示都是I、II段系統(tǒng)接地,無(wú)從判斷,這時(shí)已過(guò)了10分鐘,19時(shí)11分2#——A變電所II段PT發(fā)生接地?fù)舸S捎趩蜗嘟拥剡^(guò)電壓造成PT絕緣擊穿??紤]生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)性及穩(wěn)定性,及時(shí)報(bào)告調(diào)度降低負(fù)荷,重點(diǎn)在于保證生產(chǎn)裝置在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,以免發(fā)生突然停車、爆炸等嚴(yán)重事故。同時(shí),所長(zhǎng)果斷決定,停非重要線路及設(shè)備,進(jìn)一步排查,經(jīng)查是鐵路外線1#線線路接地,立即切除鐵路1#電源,恢復(fù)其它設(shè)備正常運(yùn)行,這一處理過(guò)程整整耗費(fèi)了40分鐘。
為了防止上述故障重現(xiàn),能夠監(jiān)測(cè)線路及運(yùn)行狀態(tài),能夠及時(shí)記錄故障及故障時(shí)的數(shù)據(jù),我們及時(shí)安裝了微機(jī)消諧小電流接地系統(tǒng)。
2005年6月20日,8時(shí)58分51秒,由于外線接地造成系統(tǒng)諧振,諧振母線是主變I、II段,頻率70HZ,諧振電壓100.1V,由于系統(tǒng)諧振較強(qiáng),當(dāng)班人員把發(fā)電機(jī)無(wú)功迅速降到0,但諧振并未消除,1#——A,2#——A,3#——A電容器還在運(yùn)行狀態(tài),于是到無(wú)人看管變電所,停電容器,使得諧振立即消失,但還是燒壞了主變I段PT,這段時(shí)間只用了8分左右時(shí)間,大大縮短了查找故障點(diǎn),以及排除故障的時(shí)間,另外對(duì)設(shè)備發(fā)生故障的記錄還是判斷設(shè)備老化程度的一個(gè)重要依據(jù)。
2002年10月裝置投入運(yùn)行以來(lái)發(fā)生單相接地20余次,諧振7次,每一次接地的時(shí)間,故障線路都有清晰記錄,每一次諧振的頻率、電壓都能在發(fā)生的時(shí)刻迅速查明,達(dá)到了預(yù)期的目的,在變電運(yùn)行中發(fā)揮了應(yīng)有的作用。
二.微機(jī)小電流接地選線裝置工作原理:
1. 單相接地選線原理:采用零序諧波電流方向原理,即故障線路與非故障線路零序諧波電流方向不同。
2. 消諧原理:數(shù)字消諧原理。即在互感器開口三角形輸出端并接一雙向可控硅,微機(jī)自動(dòng)識(shí)別并輸出脈沖控制可控硅的導(dǎo)通與關(guān)斷,自動(dòng)吸收諧振能量,動(dòng)態(tài)消除系統(tǒng)鐵磁諧振。
3、小電流接地系統(tǒng)指中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。
4、小電流接地系統(tǒng)接地運(yùn)行的特點(diǎn)
(1)單相接地故障時(shí),線電壓大小和相位不變且對(duì)稱,而系統(tǒng)的相間絕緣能夠滿足線電壓運(yùn)行的要求,所以允許單相接地時(shí)維持運(yùn)行,一般規(guī)程規(guī)定不超過(guò)2h。
?。?)單相接地對(duì)設(shè)備的影響和危害
○1單相接地故障時(shí),非故障相對(duì)地電壓升高,系統(tǒng)中的絕緣薄弱環(huán)節(jié)可能擊穿而造成短路故障。
○2故障點(diǎn)產(chǎn)生間歇性電弧,易導(dǎo)致諧振,產(chǎn)生諧振過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)設(shè)備造成危害。同時(shí),間歇性電弧可能燒壞設(shè)備,使故障擴(kuò)大為相間故障。
三、MLX198G裝置的主要特點(diǎn):
MLX198G升級(jí)換代產(chǎn)品,與MLX198相比,MLX198G的性能更優(yōu)越,功能更完善。它的主要特點(diǎn)如下:
1、硬件設(shè)計(jì)采用最新總線,不外引CPU芯片,集成度高,抗干擾能力強(qiáng),運(yùn)行速度快(平均每條指令執(zhí)行時(shí)間100ns左右):
2、采用大屏幕液晶顯示,全漢化操作提示,直觀,明了,操作方便。
3、不同系統(tǒng),不同的運(yùn)行方式,不同的接地電阻,使接地電流差別很大,極端情況可達(dá)1000倍以上,如何適應(yīng)系統(tǒng)變化是裝置正確工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
4、本裝置自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)零序電流的變化,不需要調(diào)整和設(shè)置放大倍數(shù),可適用于現(xiàn)場(chǎng)零序電流0.2A~100A的系統(tǒng)(單條線路):即一次接地電流較小時(shí),裝置無(wú)死區(qū),一次接地電流較大時(shí)裝置不飽和。
5、單相接地后,電容充放電過(guò)渡過(guò)程較長(zhǎng)。本產(chǎn)品采用優(yōu)化算法,可避過(guò)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程影響。
6、具有跳閘,報(bào)警,編碼三各輸出方式,可適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)各種需要,動(dòng)作延時(shí)時(shí)間(范圍是0~6553秒)可軟件設(shè)定,具有完善的跳閘閉鎖軟硬件結(jié)構(gòu)。
7、此產(chǎn)品母線接地報(bào)警(報(bào)警時(shí)間可軟件設(shè)定),裝置故障報(bào)警,掉電報(bào)警,總報(bào)警接點(diǎn)都引出兩組常開接點(diǎn),可適應(yīng)不同現(xiàn)場(chǎng)需要。
此產(chǎn)品可通過(guò)軟件選擇422485232通訊接口,不需要換芯片,隨機(jī)帶6種通訊規(guī)約,小波特率駐相應(yīng)參數(shù)可軟件設(shè)定。
8、系統(tǒng)諧振后,PT二次同樣會(huì)出現(xiàn)零序電壓,本裝置能正確判別是諧振還是單相接地。采用軟件,硬件相結(jié)合的方法,可測(cè)量系統(tǒng)諧振頻率,具有完善的消諧功能。
9、裝置工作電源交,直流兩用。
10、可分別記憶16次接地故障,諧振故障,裝置掉電后信息不丟失。
11、可設(shè)定四套定值,運(yùn)行時(shí)可方便選擇其中一套定值,現(xiàn)場(chǎng)CT變比,啟動(dòng)電壓,跳閘電壓可軟件設(shè)定,現(xiàn)場(chǎng)不需要調(diào)整。
12、完善的自檢,自調(diào)試功能。
13、工作過(guò)程
?。?)單相接地,當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),PT開口三角形出現(xiàn)零序電壓,裝置啟動(dòng),同時(shí)裝置退出正常監(jiān)視,進(jìn)入故障數(shù)據(jù)處理,自動(dòng)選擇判斷出是那一回出線接地及母線接地。并顯示,打印接地時(shí)間,接地線路編號(hào)。
?。?)鐵磁諧振,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時(shí),電壓互感器開口三角形出現(xiàn)伴有不同頻率成分的零序電壓,計(jì)算機(jī)根據(jù)不同頻率成份及不同電壓值,自動(dòng)輸出脈沖去控制可控硅的導(dǎo)通與關(guān)斷,動(dòng)態(tài)消除系統(tǒng)鐵磁諧振,并顯示出諧振頻率,但不報(bào)警。
從此裝置的特點(diǎn)來(lái)看,有它突出的優(yōu)點(diǎn)。體積小,重量輕,它的重量小于15Kg,設(shè)備面板開孔尺寸只有425×170mm。由于采用零序諧波電流方向原理,對(duì)電流互感器特性要求較低,且對(duì)零序電壓無(wú)極性要求。而且裝置基本不需要維護(hù)。
四、深化此項(xiàng)技術(shù)的探討
此裝置也有它的不足,它能自動(dòng)區(qū)分消除系統(tǒng)五種頻率鐵磁諧振,16次追憶功能。對(duì)于諧振頻率范圍還有它的局限性,而且只有16次記憶,對(duì)于架空線較多,接地頻繁發(fā)生的系統(tǒng),記憶存貯量少也是它的一個(gè)不足。對(duì)以上問(wèn)題探討:
1、適用范圍的局限性,在電力傳輸電壓不斷提升的時(shí)代,小電流接地系統(tǒng)所占比例越來(lái)越小,我國(guó)35KV以下的電網(wǎng)一般為小電流接地系統(tǒng)。因此本裝置局限性相當(dāng)突出。全球110KV以上是大電流接地系統(tǒng),對(duì)于此裝置來(lái)說(shuō)35KV~110KV范圍是它的局限范圍,為提高小電流接地系統(tǒng)的電壓范圍,建議在制定訂電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)增加小電流接地系統(tǒng)范圍和電壓范圍的內(nèi)容,以提高各種安全可靠裝置的適用性,以提高本裝置適用性的問(wèn)題。
2、本裝置能夠消除系統(tǒng)工頻1/3基頻(17Hz),1/2基頻(25Hz),基頻(50Hz),2倍頻(100Hz),3倍頻(150Hz)5種鐵磁諧振,從消除諧振范圍來(lái)看帶寬不夠。就從我所發(fā)生幾次諧振來(lái)看,它不完全消除諧振。我個(gè)人認(rèn)為,要從裝置本身改造入手,提高裝置性能,以提高頻段范圍,達(dá)到基本能夠完全消除諧振的目的。
3、它只有16次追憶功能,對(duì)于架空線路多,頻繁發(fā)生接地及諧振故障的系統(tǒng),如果不及時(shí)查閱很可能造成原始數(shù)據(jù)的丟失,在這個(gè)微機(jī)功能與容量爆炸性發(fā)展的時(shí)代,采取大容量的儲(chǔ)存器也有必要。因此,在此裝置的存儲(chǔ)單元安裝一個(gè)大容量的硬盤及內(nèi)存也是解決數(shù)據(jù)過(guò)期丟失的一個(gè)好辦法。