一.概述
安全可靠的供電系統是企業發展最基本的要求。供電系統的安全可靠性必須有可靠的供電設備的支持。然而供電設備都會在環境的影響下發生不同程度的故障,排除故障是確保安全供電的重點,而故障點的查找更是重中之重。
我公司是年加工70萬噸原油能力的石化企業,供電系統是66KV三條進線,正常運行時一臺變壓器運行,一臺備用,是單母線分段結線方式,正常運行時母聯開關處于合閘狀態,有四個分變電所都是6.3KV電壓等級,而且四個分變電所分散供電。對易燃易爆和連續性很強的石油化工企業來說,任何一次電氣故障都會嚴重地威脅企業安全生產。
2002年7月13日18時56分,主變中央信號屏“I、II段接地”、“低周交流電壓斷線”光字牌亮報警,不能復歸。立即派出值班人員到各分變電所查找接地點。由于整個6.3KV系統經過主變母聯聯結,顯示都是I、II段系統接地,無從判斷,這時已過了10分鐘,19時11分2#——A變電所II段PT發生接地擊穿。由于單相接地過電壓造成PT絕緣擊穿。考慮生產系統的連續性及穩定性,及時報告調度降低負荷,重點在于保證生產裝置在低負荷狀態下運行,以免發生突然停車、爆炸等嚴重事故。同時,所長果斷決定,停非重要線路及設備,進一步排查,經查是鐵路外線1#線線路接地,立即切除鐵路1#電源,恢復其它設備正常運行,這一處理過程整整耗費了40分鐘。
為了防止上述故障重現,能夠監測線路及運行狀態,能夠及時記錄故障及故障時的數據,我們及時安裝了微機消諧小電流接地系統。
2005年6月20日,8時58分51秒,由于外線接地造成系統諧振,諧振母線是主變I、II段,頻率70HZ,諧振電壓100.1V,由于系統諧振較強,當班人員把發電機無功迅速降到0,但諧振并未消除,1#——A,2#——A,3#——A電容器還在運行狀態,于是到無人看管變電所,停電容器,使得諧振立即消失,但還是燒壞了主變I段PT,這段時間只用了8分左右時間,大大縮短了查找故障點,以及排除故障的時間,另外對設備發生故障的記錄還是判斷設備老化程度的一個重要依據。
2002年10月裝置投入運行以來發生單相接地20余次,諧振7次,每一次接地的時間,故障線路都有清晰記錄,每一次諧振的頻率、電壓都能在發生的時刻迅速查明,達到了預期的目的,在變電運行中發揮了應有的作用。
二.微機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,微機自動識別并輸出脈沖控制可控硅的導通與關斷,自動吸收諧振能量,動態消除系統鐵磁諧振。
3、小電流接地系統指中性點不接地系統或經消弧線圈接地系統。
4、小電流接地系統接地運行的特點
(1)單相接地故障時,線電壓大小和相位不變且對稱,而系統的相間絕緣能夠滿足線電壓運行的要求,所以允許單相接地時維持運行,一般規程規定不超過2h。
(2)單相接地對設備的影響和危害
○1單相接地故障時,非故障相對地電壓升高,系統中的絕緣薄弱環節可能擊穿而造成短路故障。
○2故障點產生間歇性電弧,易導致諧振,產生諧振過電壓對系統設備造成危害。同時,間歇性電弧可能燒壞設備,使故障擴大為相間故障。
三、MLX198G裝置的主要特點:
MLX198G升級換代產品,與MLX198相比,MLX198G的性能更優越,功能更完善。它的主要特點如下:
1、硬件設計采用最新總線,不外引CPU芯片,集成度高,抗干擾能力強,運行速度快(平均每條指令執行時間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,不同的運行方式,不同的接地電阻,使接地電流差別很大,極端情況可達1000倍以上,如何適應系統變化是裝置正確工作的一個重要環節。
4、本裝置自動跟蹤系統零序電流的變化,不需要調整和設置放大倍數,可適用于現場零序電流0.2A~100A的系統(單條線路):即一次接地電流較小時,裝置無死區,一次接地電流較大時裝置不飽和。
5、單相接地后,電容充放電過渡過程較長。本產品采用優化算法,可避過系統過渡過程影響。
6、具有跳閘,報警,編碼三各輸出方式,可適應現場各種需要,動作延時時間(范圍是0~6553秒)可軟件設定,具有完善的跳閘閉鎖軟硬件結構。
7、此產品母線接地報警(報警時間可軟件設定),裝置故障報警,掉電報警,總報警接點都引出兩組常開接點,可適應不同現場需要。
此產品可通過軟件選擇422485232通訊接口,不需要換芯片,隨機帶6種通訊規約,小波特率駐相應參數可軟件設定。
8、系統諧振后,PT二次同樣會出現零序電壓,本裝置能正確判別是諧振還是單相接地。采用軟件,硬件相結合的方法,可測量系統諧振頻率,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、可設定四套定值,運行時可方便選擇其中一套定值,現場CT變比,啟動電壓,跳閘電壓可軟件設定,現場不需要調整。
12、完善的自檢,自調試功能。
13、工作過程
(1)單相接地,當發生單相接地故障時,PT開口三角形出現零序電壓,裝置啟動,同時裝置退出正常監視,進入故障數據處理,自動選擇判斷出是那一回出線接地及母線接地。并顯示,打印接地時間,接地線路編號。
(2)鐵磁諧振,當系統發生鐵磁諧振時,電壓互感器開口三角形出現伴有不同頻率成分的零序電壓,計算機根據不同頻率成份及不同電壓值,自動輸出脈沖去控制可控硅的導通與關斷,動態消除系統鐵磁諧振,并顯示出諧振頻率,但不報警。
從此裝置的特點來看,有它突出的優點。體積小,重量輕,它的重量小于15Kg,設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,對電流互感器特性要求較低,且對零序電壓無極性要求。而且裝置基本不需要維護。
四、深化此項技術的探討
此裝置也有它的不足,它能自動區分消除系統五種頻率鐵磁諧振,16次追憶功能。對于諧振頻率范圍還有它的局限性,而且只有16次記憶,對于架空線較多,接地頻繁發生的系統,記憶存貯量少也是它的一個不足。對以上問題探討:
1、適用范圍的局限性,在電力傳輸電壓不斷提升的時代,小電流接地系統所占比例越來越小,我國35KV以下的電網一般為小電流接地系統。因此本裝置局限性相當突出。全球110KV以上是大電流接地系統,對于此裝置來說35KV~110KV范圍是它的局限范圍,為提高小電流接地系統的電壓范圍,建議在制定訂電力行業標準時,應增加小電流接地系統范圍和電壓范圍的內容,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題。
2、本裝置能夠消除系統工頻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,從消除諧振范圍來看帶寬不夠。就從我所發生幾次諧振來看,它不完全消除諧振。我個人認為,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,對于架空線路多,頻繁發生接地及諧振故障的系統,如果不及時查閱很可能造成原始數據的丟失,在這個微機功能與容量爆炸性發展的時代,采取大容量的儲存器也有必要。因此,在此裝置的存儲單元安裝一個大容量的硬盤及內存也是解決數據過期丟失的一個好辦法。
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