关于某发电厂自用电进线开关欠压脱扣造成失压的思考

关于某发电厂自用电进线开关欠压脱扣造成失压的思考

阳明君

(华能四川水电有限公司四川成都610000)

摘要：某发电厂由于地方雷雨天气导致某一馈线瞬时故障，引起馈线跳闸，虽重合成功，但故障时110kV母线电压欠压造成厂内自用电系统380V/220V配电开关欠压脱扣动作，导致自用电全失，严重影响机组安全运行。通过分析该电站自用电接线方式在不同情况下可能存在的风险隐患，继而思考改造思路，便于消除设备隐患，提高厂用电系统和机组运行可靠性。

关键词：失压脱扣；全厂失电

1、前言

电厂自用电消失是严重性事故，除了造成自身严重经济损失外，还可能造成全厂失电，破坏电力系统的运行稳定，甚至电网瓦解，而大面积停电又将引起社会不安定。因此，预防电厂全停事故意义重大。在发电厂运行中，要确保设备的安全稳定运行，自用电系统的可靠运行非常重要。

2、低压配电开关欠压脱扣功能和原理

2.1.低压配电开关欠压脱扣功能

欠压(低压)脱扣功能是低压开关带有的一项重要保护功能，欠电压继电器或脱扣器与开关电器组合在一起，当受保护电路中电源电压发生一定的电压降时，或者缓慢下降至额定电压的70%至35%范围内，与开关电器组合一起的欠电压继电器或脱扣器将瞬动或经一定的延时后使断路器跳闸切断电源，使该断路器以下的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。当受电网出现低压时，为防止电网恢复供电时对电气设备产生冲击，欠压脱扣器也会使断路器跳闸。根据国标GB14048.

l—2000《低压开关设备和控制设备总则》中规定：欠压脱扣器的动作范围为额定电压的70%—35%，零电压(低压)脱扣动作电压是在额定电压的35%—10%。

2.2.低压配电开关欠压脱扣原理

欠压脱扣器安装在低压断路器内，脱扣器与衔铁相连的拉杆和断路器的脱扣杆之间留有一定的间隙。其一般工作原理为：当线路电压正常(85％一110％额定电压)时，欠压脱扣器的衔铁被其铁芯吸住，断路器处于运行(闭合)状态；当线路电压降低到70％额定电压以下时，欠压脱扣器的铁芯电磁吸力减小(吸不住衔铁)，衔铁脱开并带动拉杆撞击断路器的脱扣杆，使断路器跳闸。

3、自用电系统低压开关低压脱扣危害及防范措施

3.1.自用电系统接线说明

如图所示，自用电4011DL与4012DL进线开关所带母线，是单电源单母线接线，不带备自投装置；机组机旁屏400V系统为双电源单母线分段接线，I、II段进线开关具有进线400V电压恢复后通过备自投装置自投合闸功能。如图中所示，自用电配电屏上所有开关即4011DL、4111DL、4211DL、4311DL、4411DL、4012DL、4112DL、4212DL、4312DL、4412DL为带无延时欠压脱扣的ABB开关，机组机旁屏400V系统进线开关和备自投均为带无延时欠压脱扣的ABB开关。比如1F机组机旁屏的4113DL、4114DL、4100DL。

3.2.正常运行情况分析

在正常运行情况下，自用电I、II段单电源单母线运行，各机组自用电通过400V机旁屏备自投形成联络。

3.3.自用电单段失压情况分析

如果自用电380VⅠ段母线发生故障导致4011DL跳闸，4111DL无延时失压脱扣，机旁屏备自投装置检测I段失压后跳开4113DL，然后投入4100DL，通过自用电II段联络运行。如果I段故障消失电压恢复正常，此时由于4011DL和4111DL不能自动合闸，故机旁屏的备自投也不能产生作用，只能人为远方或者现地操作合上4011DL和4111DL后，机旁屏备自投检测I段电压恢复后才会跳开4100DL再合上4113DL。

同理，当自用电380VII段故障产生，机旁屏能够切换到I段联络运行，但是故障恢复后需要人为远方或者现地操作合上4012DL和4112DL后，机旁屏备自投检测II段电压恢复后才会跳开4100DL再合上4114DL。

3.4.自用电两段失压情况分析

如果当110kV侧母线出现故障，导致母线电压瞬间降低，将导致厂用电系统以及自用电系统电压降低。此时如果电压降低程度达到失压脱扣动作值，那么自用电4011DL与4012DL开关均会动作跳闸，导致4111DL、4112DL、4113DL、4114DL均失压脱扣动作。如果系统故障为瞬时性故障，故障消除后电压恢复，由于自用电4011DL与4012DL无法自动恢复，只能人为远方或者现地操作后才能恢复运行。从该情况思考，鉴于系统故障由于送出线路能及时保护动作隔离故障点恢复系统电压，如果将无延时失压脱扣修改为延时失压脱扣，躲开系统故障恢复时间，也可以保证自用电的正常运行，但延时配合不好仍会出现失压脱扣；如果系统故障为永久性故障，就只能通过外来电源恢复厂用电及自用电运行。以上情况均会出现全厂失电及机组无自用电运行的严重后果。

3.5.防范措施思考

将自用电4011DL、4012DL、4111DL、4112DL、4113DL、4114DL由无延时失压脱扣修改为延时失压脱扣，或者取消失压脱扣功能；

将自用电由单电源单母线接线修改为带备自投功能的双电源单母线分段接线；

使用失压断路器失压脱扣重合闸装置，能够在系统恢复供电时，自动将因失压脱扣动作而跳闸的失压断路器合闸；

完善外来电源自动切换功能，保证全厂失电情况下能够快速切换至外来电源供电，保证全厂设备安全稳定运行。

3.6.分析结论

从以上分析得知，在自用电单电源单母线接线方式下，若Ⅰ段或者Ⅱ段发生瞬时故障后跳闸情况，能够通过机旁屏备自投切换到无故障段自用电母线联络运行，对机组运行无影响，但是故障消除后，只能通过人为远方或者现地操作恢复至分段运行。

同时考虑到电力系统不可避免地存在瞬时电压波动、闪变、瞬间断电导致厂用电电压偏低或者由于雷击造成系统电压瞬时发生相角的偏差，造成失压脱扣线圈的工作电源偏小，造成开关的误动的情况无法避免，为此可考虑将自用电开关失压脱扣的功能取消，自用电母线无故障时开关不会误动作，从而保证在极端情况下，发电机组能够安全稳定运行。

4、结语

具有欠压脱扣功能的低压开关对保护电气设备具有重要作用，但针对本案例中自用电系统接线特点以及自用电系统的负荷情况，结合本电厂处于电压中心，电压稳定性较高，此时提高自用电系统和机组设备供电的可靠性才是最高要求，所以建议取消低压开关欠压脱扣功能。