发电厂空压机干燥器相序保护跳闸分析及异常预防探讨

发电厂空压机干燥器相序保护跳闸分析及异常预防探讨

詹爽 吴天睿 韩柏林

大唐海南能源开发有限公司新能源分公司 , 海南 文昌 571300

摘要：发电厂的空气压缩系统是机组稳定生产的重要环节。压缩空气分仪用和杂用两类用途，用于启动阀门、仪器仪表、管路吹扫等，关乎机组重要设备稳定，因此保证压缩空气稳定运行十分重要，压缩空气设备内的干燥器压缩机，在运行时不能出现反转及电源缺相问题，故都装设了相序保护器。通常情况下电源在初次调试后就已确定，不会出现异常，但当压缩空气的电源取自一个谐波含量大的电源，且相序保护器本身抗干扰能力弱，就会出现谐波干扰采样，相序保护器采样异常误动作跳闸，切除压缩机，连锁切除空压机设备。下面将通过我厂实际运行中发生的空压机干燥器相序保护器受干扰误动作跳闸过程及处理进行分析探讨。

关键字：发电厂；空压机；压缩机；相序保护器；谐波干扰

1 空压机电源系统简介及干燥器跳闸事件过程

某厂二期共计设置6台空压机，主要供给二期3、4号机组使用，其中2、4、6空压机干燥器电源取自同一段MCC双电源段，MCC双电源段的主电源取自3号炉除尘PC 2B段，备用电源取自4号炉PC 2B段。3号炉电除尘设备主电源取自3号炉除尘PC 2A段，备用电源取自3号炉除尘PC 2B段。3号炉除尘PC 2A段与3号炉除尘PC 2B段电源分别取自3号机组6kV母线A、B段。3号炉除尘PC 2A段与3号炉除尘PC 2B段之间设置母联开关。3号炉除尘PC 2A段与3号炉除尘PC 2B段互为备用，当3号炉2B除尘变检修时，段上所有负荷由PC 2A段带。具体可见系统图1。

空压机干燥器控制回路在MCC双电源段取三相电源，接在电压保护器上，该电压保护继电器有断相、错相、不平衡三种电压保护，继电器提供一对常开触点，电压稳定时闭合，为PLC控制系统提供电源。当380V电压出现上述异常时，为了保护干燥器空压机，断开触点，切断PLC电源，连锁切断空压机运行。

图1 空压机跳闸异常时电源系统图

异常时3号机组准备启机，1、5、6号空压机运行，2、4号空压机备用，3号空压机检修。二期运行人员发现6号空压机干燥器跳闸，连锁跳6号空压机，热控逻辑启动2、4空压机干燥器失败，运行人员就地检查发现2、4、6空压机干燥器控制柜内的正泰集团生产的XJ3-G型号电压保护继电器动作，切除PLC电源导致干燥器跳闸，等待继电器自动复归及PLC自检后，启动干燥器及空压机，恢复运行。询问运行操作人员，确认当时只进行了3炉电除尘升压操作，无其他操作，且无其他大容量设备启动运行。

2 异常检查过程及发生原因分析

2、4、6空压机干燥器控制柜内电压继电器同时动作，且2、4、6空压机干燥器电源取自同一段MCC段，而1、3、5空压机干燥器取自另一端MCC段，没有动作，因2、4、6空压机干燥器同时动作，排除继电器故障可能。

空压机MCC双电源段默认主电源为3号炉除尘PC2B段，查询3号炉除尘PC2B互感器测控装置，无当时失压记录，证明双电源切换转装置未动作，排除双电源切换动作瞬间失压导致电压继电器动作的可能性。

查询3号炉2A除尘变6KV侧电压及电流，正常运行时46A，进行3号炉电除尘升压实验时最高点88A，电压在3.6KV到3.58KV之间波动。除尘变容量2500KVA，高压侧额定电流240A，低压侧额定电流3600A，通过电流折算并加上日常负荷电流，电除尘升压时电流应在1300A左右。电源电压电流运行平稳，排除其他故障导致电流增大，电压下降的致使继电器误动作可能。

电压继电器采用正泰XJ3-G型号，该电压保护继电器有断相、错相、不平衡三种电压保护，不平衡动作定值为不平衡率8%，动作时间为固有时间，不可调节，动作后切除PLC电源，干燥器跳闸，电压恢复后自行延时复归。结合实际运行状态，排除断相、错相，应为电源电压不平衡导致继电器动作。

使用万用表测量空压机双电源MCC段电压，电压稳定在400V左右。测量MCC段电压相间频率，A-B相间频率在50Hz到75Hz之间波动，A-C之间频率在50Hz到55Hz之间波动，B-C之间频率稳定在50Hz。日常巡视时检查频率正常，确定异常时有谐波干扰，使用电压质量检测装置检查谐波含量，发现主要以5次和7次谐波为主，整流设备是5次和7次谐波的重要来源。由于3号炉2B除尘变在检修，此时又在进行3号炉电除尘升压实验，空压机跳闸时正在将321A—328电场（共计10间隔）由50KV升至55KV，由于电场内部在停机检修时进行过水冲洗，电场内部较为潮湿，此时部分间隔伴有较大闪络。

最后确定结论为3号炉电除尘升压实验，电厂内部潮湿，产生大量闪络，电除尘设备提供大量谐波，造成除尘PC段及空压机MCC双电源段三相电压频率异常，控制柜内正泰XJ3-G型号电压保护继电器采样受到干扰，采样出现偏差，电压不平衡保护动作，切除PLC电源进而造成空压机跳闸。

3 处理方法及防范措施

（1）此电压继电器保护干燥器内压缩机，在初次投运时可以判断电压是否缺相、错相等问题，当确保电源稳定不会出现异常的情况下，可以取消该继电器，但还是建议保留并升级该设备。将此继电器升级，改成抗干扰能力较强的电压继电器，并且可以调节出口时间，调节后可以有效躲过短时电压不平衡，如果延时较长，还可以躲过双电源切换时间。

（2）延缓电除尘设备升压时间，避免多间隔同时升压，当电厂内部频繁发生闪络，及时降低除尘二次电压。避免造成电除尘设备瞬间产生大量谐波，影响除尘PC段电压。

（3）机组运行时检查电除尘电源交流电压质量，确认电源谐波含量，是否能够造成电压继电器采样异常，造成误动作。

（4）空压机MCC双电源段如果有稳定电压的电源时，尽量使用稳定电压电源，如果没有时就尽量避免与整流设备在同一个电压源上运行。

（5）因空压机设备较为重要，需使用稳定的电源，在电厂初设时，将380V母线电压谐波问题充分考虑，建议空压机干燥器电源取自保安段，可以保证空压机干燥器电源运行稳定。

4. 结束语

空气压缩系统是电场中重要的公用系统，为机组众多气动执行器和仪器提供气源，还有其他重要的杂项气源，因此空气压缩系统稳定运行，对发电厂来说尤为重要，当发生异常时，积极从多个角度分析原因，扩展思维，消除隐患，保证空气压缩系统稳定运行，保证机组安全运行。

参考文献：

[1]谭振云.发电厂压缩空气系统设计优化及比较[J].广西电力,2009年

[2]施爱阳.发电厂压缩空气系统的设计优化[J].东方电气评论,2014年

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