380V断路器误动原因浅析及解决方案

380V断路器误动原因浅析及解决方案

罗建民胡敏陈建忠

罗建民胡敏陈建忠

（华能瑞金电厂赣州341108）

摘要：本文以某电厂380V断路器误动事件为案例，对造成误动的原因进行了相关分析，提出了解决问题的措施，经验证该方法安全、积极、有效。

关键词：单项接地；误动；原因分析；解决方法

1、故障情况介绍

某电厂380V重要辅机倒闸切换中，启动另一台对应辅机时会出现馈线断路器误报单项接地故障且保护动作，导致切换失败，对电厂安全生产造成威胁。现举一个案例进行分析，380V汽机PC段采用单母线分段接线，A、B段分别由一台干式变供电，两台干式变分段运行，互为备用。相关参数：干式变额定容量Se=1600KVA，Ud=8%，A、B段各接有一台真空泵电机（A段带接的真空泵电机称为A电机，B段带接的真空泵电机称为B电机，接线方式见图1），两台电机参数相同，电机额定功率Pn=132KW，额度电流Ie=268A，真空泵电机与380V断路器之间通过一根45米3×185铜芯塑料电缆连接，断路器额度电流In=630A，低压开关柜采用成套设备，配有施耐德框架式智能开关及北京四方CSC-299M低压配电保护测控装置，断路器脱扣器控制单元选用MerlinGerinMicrologic6.0A型产品，按照厂家说明单相接地脱扣器整定电流值Ig=0.3In=189A，单相接地保护延时0.3秒动作。

在A、B电机互相倒泵切换时（切换过程：A电机正常运行时启动B电机，两电机同时运行一段时间后再使A电机停运，A电机停运后完成整个切换过程结束），该过程会随机性地出现馈线断路器故障跳闸并报接地故障，查接地电流值Ig’约为220A，就地检查接地电缆、接线盒、电机本体等相关电气元件绝缘均正常，实际未发生接地故障，可判断为保护误动。

2、误动原因分析

该电厂380V低压厂用电系统为直接接地系统，低压电机配有接地短路电流保护，断路器脱扣器所带接地保护中的零序电流值采用三相电流矢量相加的方法得到[1]，即：这样计算的零序电流实际包含了三相不平衡电流与单相接地电流的矢量叠加。而影响三相不平衡电流测量值大小的因素有：①干式变、断路器、电缆及电机等电气元件的三相参数不一致。②因机械原因造成的断路器合闸时的三相不同期（严格讲开关没有同期的，但不同期时间要满足相关要求）。③电机启动时，虽经调节泵的出口阀门开度使机械负荷有所下降但仍带有一定负荷，启动电流要大于电机空载电流。④断路器自带的感应、测量装置的随机性正误差。以上各因素，因素①是由产品的生产、安装工艺决定的，在验收及定期试验时未发现不合格项目；因素②通过单项接地保护延时0.3秒，可躲过断路器不同期时间，同时试验证明断路器的三相不同期值在允许范围内；因素③已由运行人员优化操作使电机带尽量小的负荷启动，从而最大程度地减少了影响。以上通过排除法，可基本确定因素④是造成三相不平衡电流测量值大的主要原因，测量计算正偏差的随机性也造成了有时候辅机切换能够成功，有时候不能切换成功。

3.解决方法

方法1：增加断路器单项动作定值Ig（断路器动作时间不建议做调整），调查发现：断路器若干次误报接地故障的跳闸事件中接地电流值的显示值Ig’始终没有超过230A，可考虑将Ig’跳闸动作值修正为230A。需要说明的是，Ig’是断路器智能脱扣器本身测量、计算得出的数值，对本案例来说测量值是带有随机性地正偏差的，因此增加了动作定值并不一定就实际降低了单项接地保护的灵敏系数。因本案例中断路器所带真空泵为重要辅机，为保证电厂安全运行，不建议Ⅰ类重要辅机的馈线断路器用方法1来解决电机启动误报单相接地故障跳闸问题，对于Ⅱ类、Ⅲ类辅机可尝试使用方法1，该方法的主要优点：经济、操作简便、易于实现。

方法2：停用断路器脱扣器的接地保护，在断路器出线电缆上加装零序CT（变比250/1），CT二次线穿过穿芯CT（该CT为CSC-299M马达保护测控装置自带），穿芯CT二次侧的电流模拟量接入测控装置的电流模拟量输入端，在该测控装置内设置同样的单项接地保护定值，将测控装置保护出口动作信号并入断路器跳闸回路（具体接线见图2所示）。本解决方法可靠、直接，但需要新增一个零序CT及若干二次接线，另外在改造时间安排上需要结合计划检修或机组调停来完成。

4.结论

该电厂依照继电保护的可靠性、选择性及灵活性原则，因地制宜地按照以上方法对相关辅机进行了改造，经过两年多的实践检验再未发生过电机切换时误报单相接地故障致保护动作的情况，也未出现因此而造成保护拒动，保证了辅机的安全稳定运行，改造工作达到了预期效果。

结束语：

目前国内生产成套设备的380V低压开关厂家较多，生产工艺及保护配置也日趋完善，低压电机的单项接地保护定值基本靠开关厂家的推荐值进行设置。作者也查阅了相关设计手册[2]及设计规程[3]，诸工具书中380V单项接地保护的计算往往只考虑开关柜或配电屏出现接地的情况，而没有真正考虑电机本身出现接地故障时的精确理论计算，使得广大电气一线工作人员缺乏这方面的理论指导而产生困惑。本文通过对单相故障的原因分析，找到了相应的解决办法，也希望此方法能使其它读者受益。

参考文献：

[1]张保会.电力系统继电保护[M]北京：中国电力出版社，2005.47-49.

[2]水利电力部西北设计院.电力工程电气设计手册电气一次部分[M].北京：中国电力出版社，1989.

[3]邹昌泉.火力发电厂厂用电设计技术规定[S].北京：中国电力出版社，2002.