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1、消弧线圈投入运行会导致10kV 电网频繁出现零序过电压一、概述：绍兴远东石化有限公司（原浙江华联三鑫石化）是一家大型石化 企业，其生产工艺连续性强，过程控制复杂、安全连锁多，突然断电 停车一旦处理不当不仅经济损失巨大甚至会导致爆炸、火灾等事故发 生，因此要求供电系统必须具备较高的安全性和可靠性。二、系统简介：绍兴远东石化有限公司供电系统参见下面简图110kV正常供电方式滨三1048线开关合闸、母联合闸，海三1049 线开关热备；10kV供电系统中性点经消弧线圈接地，其正常运行方 式II、IV段母线由4#主变供电，1#、3#主变分别带I、III段母线， 1、11段母联开关与III、IV段母联开关
2、热备。10kV供电系统I段母 线的功率因数由一期空压机调节，其余三段母线的功率因数由并容调 节。正常运行状态下1#至 4#消弧线圈全部投入运行。其消弧系统选配的是广州智光电气有限公司的KD-XH型配电网智能化快速系统。三、10kV供电系统频繁出现零压报警危及安全生产：我们在10kV供电系统发现一个“怪”现象，就是消弧线圈投入 运行后10kV供电系统就会频繁出现短时零序过电压，尤其是当运行 方式发生变化10kV母联开关合闸后，零序过电压出现的频度会更高： 6小时内出现6次(2008-4-1)及4小时内出现5次(2009-5-20)。这 就给我公司安全、稳定生产带来了严重隐患，使供电的可靠性、安全
3、 性大大降低。工艺空气压缩机是我们工艺流程中的主体设备，由同步电机配套 驱动。其中一车间15000kW同步电机始终工作在电动状态，由10kVI段母线供电。二三车间各一台14000kW同步电机，分别在10kVlII 段、IV段母线上，而长期工作在发电状态且同步电机的中性点是浮地 的，其定子绕组绝缘监视由装在入口的开口PT采集信号送至保护终 端实现。即当系统发生单相接地或因三相电压不平衡产生零序过电压 信号，保护就会动作，致使空压机跳闸停车。例 1： 2007年 7月3日 16:25二车间空压机同步电机零序过电压(Uo0)保护动作停车，动 作值U=5.6% U，整定值：U=4.8% U、50mS；
4、检查同步机及线 onon路绝缘正常，重新开车正常。后来查明总降压站刚好在同一时间投入 3#消弧线圈时发生停车，但当时只认为是巧合。例2： 2007年 9月6 日9:30二车间空压机同步电机零序过电压(U00)保护动作停车， 动作值U0=6.4% U,同样检查同步电机及电缆绝缘良好，并排除保 0n护和二次接线等原因。检查系统情况发现总降压站在同一时间刚好分Ill段、IV段母联开关，但是由于其它设备运行正常我们并没有怀疑停 车与改变运行方式有关。为满足生产需要我们被迫将二三车间同步电 机的零序过电压（U0O）保护整定值放大，重新开车运行正常。但问 题是整定值放大了不等于系统中零序电压就消失了，这一
5、问题一直在 困扰着我们。我们从总降压站微机监控系统中摘录出关于10kV系统零序过电压的故障录波，列表如下：时间母线动作值设定值当时运行方式2008.4.1 10： 0810KV III段母线4.62V4.5V3#主变带III、IV段，1#主变带I段及 一车间10KV，4#主变、II段母线检修2008.4.1 11： 1410KV III段母线4.89V4.5V3#主变带III、IV段，1#主变带I段及 一车间10KV，4#主变、II段母线检修2008.4.1 12： 1910KV III段母线4.88V4.5V3#主变带III、IV段，1#主变带I段及 一车间10KV，4#主变、II段母线检修
6、2008.4.1 14： 4210KV III段母线4.81V4.5V3#主变带III、IV段，1#主变带I段及 一车间10KV，4#主变带2#主变预热2008.4.1 16： 1310KV II段母线5.69V5.5V3#主变带III、IV段，1#主变带I段， 4#主变带2#主变预热及一车间10KV开 关室B段2008.4.1 16： 1710KV III段母线4.78V4.5V10KVIII、IV段母分开关分闸（报零压 启动与操作差毫秒级）2008.6.19 13： 0810KV II段母线5.57V5.5V3#主变带III、IV段，1#主变带I段及 一车间10KV，4#主变带2#主变预热
7、2008.9.1 10： 3210KV II段母线5.97V5.5V4#主变10KV IV段开关分闸（报零压启 动与操作差毫秒级），3#主变带III、 IV段，1#主变带I段及一车间10KV， 4#主变带2#主变预热2008.9.1 10： 4710KV II段母线5.94V5.5V3#主变带III、IV段，1#主变带I段及 一车间10KV，4#主变带2#主变预热2008.9.1 14： 4510KV I段母线4.54V4.5V3#主变带III、IV段，1#主变带I段及 一车间10KV，4#主变带2#主变预热2009.2.21 4： 3310KV III段母线4.67V4.5V4#主变带III
8、、IV段及II段，1#主变 带I段参见二车间同步电机保护终端今年初的几次报文：（1）2009-1-11, 4:03 , U =10.2% U ,持续时间：102.75mS； (2)2009-1-22,0n14 : 01, U =10.2% U，持续时间：92.25mS； (3) 2009-2-5, 17 :0n30, U =10.2% U，持续时间：324mS。从上述故障报文中可以看出 0n零序电压的幅值已达到设定值,只是持续时间还没到设定时间所以没 有跳闸停车,可隐患-停车的危害依然存在。综上可以看出这样两个问题：(第一)、二车间同步电机保护终端的报警信息与上表中III段母 线的故障录波对应
9、不上,保护上报警了而微机监控系统却未启动故障 录波,微机监控系统故障录波启动了而保护上又没有报警。(第二)、微机监控系统故障录波统计表还告诉我们一个事实, 当系统运行方式发生改变之后乃至母联开关分闸瞬间就会在某段母 线中产生短时零序过电压,在正常运行方式时出现的频度较低。四、验证10kV供电系统确实存在零序电压：为了进一步验证10kV供电系统确实存在零序电压，而并非因个 别PT谐振产生误报。我们将各车间变电所10kV母线A、B段母线零 序过电压保护定值均设为3.5V,40mS;来捕捉和分析系统中零序过电 压。结果告诉我们一旦出现零压报警，那么该段母线所有支路10kV 供电系统均会同时报出一样的
10、信息。以2009年4月17日20: 15发 生在1#主变10kV母线的一次零序过电压为例，一车间主装置10kV I段母线，一车间公用工程10kV I段母线，二车间循环水10kVB段 母线均出现了相同的报警。参见捕捉到波形图:aH File Edit Window Help囤冷 * 密0a sV 6000-4000-2000-MiCOM P922S XASXXXX V6.B 21-200Q-4000 -00.02320:15:20.6233479.3662361.112-6012.700390.476-600000.00020:15:20.60000.04620:15:20.64600.0692
11、0:15:20.66900.09220:15:20.69200.11520:15:20.715為 4 20:15:20.60020:15:20.600-Y-_d00.03620:11:53.87600.11020:11:53.95000.14720:11:53.987& X20:11:54.01020:11:53.840 File Edit Window Help/血Q钱題吟凰.圧舟匡画同侖| & SMiCOM P922S XASXXXX V6. E 11400.18420:11:54.024V600040002000-2000-4000-600000.00020:11:53.34000.07
12、320:11:53.9135346.827Vb-5005.557-263.4921176.034J注：保护内部时间存在误差）a aVb_rl00.11014:21:29.85900.03614:21:29.78500.07314:21:29.82200.18414:21:29.93314:21:29.749H File Edit Window HelpMiCOM P922S XASXXXX V6.E 10v 6000-4000-2000-4000-6000-00.00014:21:29.749200000.14714:21:29.896同样 3#、4#主变所在的母线，当出现零序过电压报警时也是
13、同时出现。再以09年5月20 日14：21在3#主变所带的二车间主装置 变电所10kV母线、锅炉变电所10kVA段母线的报警为例，参见上 图故障录波。类似例子还很多，这里不再一一列举，这时我们结合故 障录波可以得出一个结论：我司的10kV电网确实存在短时的零序过 电压，三相电压不平衡是零序过电压产生原因。那么，是什么原因导致10kV系统三相电压不平衡呢？五、确定消弧系统投入会频繁引发系统产生零序过电压： 带着一个大大的问号，我们的技术人员对我司的供电系统做了认 真研究。1、在系统出现零序过电压报警时，各车间生产平稳，排除因负荷波动引起三相电压不平衡的可能（如大功率电动机启动等）。2、10kV系
14、统负载无论是感性负载还是容性负载均是三相对称负 载，且每个负载都有不平衡保护，排除因单相谐振引起三相电压不平 衡的可能。3、将 10kV 系统中并联电容器退出运行，但退出期间依然出现 零序过电压报警。于是我们将目光放在消弧线圈上，我们于2009年 7月 20日至 8 月9日将4个消弧线圈均退出运行，这三周内10kV系统都没有出现 零序过电压报警。当2009年 8月 10日 9： 00，将1#消弧线圈投入运 行后，于8月 11日 18： 49和8月 12日 3： 48先后两次报警，且报 警信息在一车间主装置变电所A段10kV母线，一车间公用工程变电 所A段10kV母线，二车间循环水10kVB段母
15、线其故障录波见下图。Vb-6000C,J_d18:49:08.275 P 18:49:08. 110岂X冷 钱題吟 團|救舟金陞血濮 a冒H File Edit Window Helpv 6000-14000-2000-00.17118:49:08.281-2000-4000-00.06818:49:08.178MiCOM F922S XASXXXX VB.B 215550.001-4353.176-1246.826718.25400.00018:49:08.11000.03418:49:08.14400.10318:49:08.21300.13718:49:08.247a a7B File Edit Window Help卜
