|
我厂6kV中性点接地方式存在的问题及解决方案
2015年10月机动处根据近年来6kV电缆及设备接地短路故障统计对电气系统及生产的影响提出了《关于建议调整荆门石化6kV系统中性点接地方式的报告》。组织了一次专题讨论会，会议一致认为应该调整为6kV系统中性点接地方式应该调整为电阻接地。 2016年3月，根据领导的批示，机动处组织供应部门、动力部以及生产车间到镇海炼化及福建炼化两个兄弟单位进行了6kV系统中性点电阻接地使用情况考察，并提交了调研报告。这两个兄弟企业既有一部分6kV系统中性点是不接地系统（老区装置），也有一部分为6kV系统中性点经电阻接地系统（新建装置），还有将老区原来6kV系统及35kV中性点是不接地系统改为经电阻接地系统的做法及经验。兄弟企业根据他们的运行经验，推荐我厂改为经电阻接地。 2016年4月份，为“4.1” 停电事故，总部专家组提出“考虑荆门分公司6kV变电站实际接地电容电流大小，宜采用消弧线圈接地方式，也可采用电阻接地方式。如采用消弧线圈接地方式，建议将电动机零序保护投跳闸，联络线、变压器接地保护投发信。如采用电阻接地方式，应研究改造方案和保护配合，合理选择电阻阻值和电阻材料。” 一、采用电阻接地的必要性 1、基本原理 （1）电网的单相接地电容电流在10A以下时，接地电弧非常不稳定，但因接地电流很小，一般能自动熄弧。不会发生电弧的多次重燃。 （2）当电网的单相接地电容电流在10-30A时，接地电弧为非稳定性电弧，容易发生电弧的多次反复重燃。我厂五七变、二变、丙烯变6kV系统属于此类情况。 （3）当电网的单相接地电容电流在30A以上时，接地电弧为稳定性电弧，这时健全相过电压接近于金属性完全接地时的数值。 2、主要优缺点比较
3、结论： （1）中性点不接地和消弧线圈接地在电缆为特色的石化配电网中具有弧光过电压、选线不准确等无法克服的问题，其应用将产生不可预计的重大的次生事故的发生。 （2）中性点不接地和消弧线圈接地的主要优点是：可带单相接地运行2小时。但是，实践证明在以电缆为主的石化供电系统中，单项接地后一般迅速发展为短路故障或者由于过电压造成PT烧毁等故障，不但不能保证故障线路运行2小时，而且会因为引起系统波动，造成事故扩大化，后果不可预测。 （3）单相接地故障是6kV系统的发生概率最大的故障类型，理应受到更大重视，应该从一次系统方式和二次保护配置等多方面考虑；6kV一次系统采用中性点电阻直接接地的方式是单相接地保护得以有效发挥保护跳闸作用的前提和基础。 （4）我厂五七变、丙烯变、二变6kV系统电容电流都超过了10A，建议改造为中性点接地系统。 我厂6kV系统中性点采用不接地运行方式，而五七变、二变、丙烯变6kV系统电容电流都超过了10A，详见下表：
按照规程要求，电容电流超过10A，中性点因该采用消弧线圈或者电阻接地，否则接地点燃弧难以自行熄灭，易造成弧光短路、弧光过电压及谐振过电压。从2014年至今共发生10起由于接地而引发短路或者烧毁设备的事故、事件，一般都引起了电力系统较大的波动（详见附件）。 中性点不接地系统的危害除了造成当时的短路，还会由于在全系统造成过电压，对电缆等弱绝缘设备造成绝缘损伤，形成隐患，造成恶性循环。 二、采用电阻接地的可行性分析 1、中性点电阻接地方式有效地解决了单相接地过电压问题。 2、中性点电阻接地方式有效地解决了选线不准确的问题。 3、供电可靠性问题，石化企业双电源供电系统决定了提高供电可靠性就不再单靠要求带单相接地故障线路运行2个小时来保证，而是靠快切或者备自投装置和短时停电再启动技术来实现。同时石化企业主泵、备泵的配置方式一定程度解决了连续运行的要求。 三、我厂五七变、丙烯变、二变6kV系统中性点由不接地系统改造为电阻接地的困难和解决方案。 （二）具备的条件及困难 1、具备的条件 每个6kV配出回路（电动机、变压器）都设置了零序电流互感器，而且全部接入保护装置，只需修改保护定值，单相接地保护就可投用。初步对全厂零序互感器进行了检测，能够满足要求。 2、问题及困难 零序过流保护实现困难。由于6kV开关柜一般只配备了2个电流互感器（A、C相，缺B相），无法合成零序电流。要实现零序过流保护需在每个开关柜增加B相电流互感器，工作量大、实施难度大而且风险较高。 （3）解决方案 只投用末端设备（电动机、变压器）的单相接地保护。动作电流20A，动作时间0秒，一旦电动机、变压器以及他们的电源电缆出现接地故障可以迅速切除，避免事故扩大化。 各装置的6kV电源配出回路的单相接地保护设置为报警，不跳闸。由于装置配电间6kV开关的电流互感器配置不全，零序过流保护不能实现，而接地保护存在死角（无法保护避雷器故障），非末端设备单相接地保护投用为跳闸，可能会造成越级误动。投用为报警可以实现快速准确的故障选线，选线的准确性可达100%，是任何小电流选线装置无法比拟的，而且由于结构简单，维护量也会非常少。 接地电阻在发生接地故障0.5S后切除，系统恢复为不接地系统。但是与原系统不同的是故障线路已经被准确的进行了选择。 以上方案彻底解决了接地选线的问题；部分解决了过电压问题，由于末端设备采用了接地0秒速动，故解决了末端设备及电缆的接地过电压问题，而装置6kV配电间及上级配电间设备及电缆（主要是电缆）出现接地故障，系统会在0.5S后恢复为不接地系统，存在接地过电压的危害，但是由于已经选择出了故障线路，可以通过操作较快的给与消除。近年来，由于系统电缆隐患治理，装置6kV配电间进线电缆基本进行了更新，近期出现问题的概率会相对减少。 以上方案解决了大部分6kV电缆及设备绝缘故障造成电气系统波动的问题。假设附件中的案例发生在此方案实施之后，有70%的绝缘故障得到迅速切除，不会造成系统波动，而且由于故障得到迅速得到切除，对设备造成的损害将降至最低。 此方案为老装置6kV系统中性点由不接地改为电阻接地的折中方案，根据系统运行情况，可以考虑在检修或者隐患治理中通过增加装置6kV开关柜B相电流互感器逐步完善为完整的电阻接地保护配置或者维持现状。 五七变6kV系统隐患治理正在进行，6kV系统中性点接地方式急需明确。建议采用电阻接地，由于有2台接地变可以与站用变共用，投资会有所降低，预计需要40万元。
机动处 2016年8月8日
附件：近年来6kV电缆及设备接地短路故障统计 1、2016年6月11汽油加氢原料泵P6201B电机接线盒进水，接地后短路。 2、2016年3月10日润加氢改质P102/1电缆接地，北蒸馏高压间电压互感器谐振过电压烧毁。 3、2015年9月10日，五七变配至二催主风机（备机）的6kV电源电缆中间接头发生接地，数秒内发展为短路。 4、2015年5月18日焦化P2/1电动机接线盒进水，二变发出了接地信号，在查找故障的过程中，接地发展成短路，引起焦化装置电力系统及装置波动。 5、2015年5月16日焦化K201电动机引线过热烧断，接地后发展成短路跳闸。二变发出了接地信号。 6、2015年5月21日中空4#机电缆头发生电缆崩烧短路故障，二变发接地信号。 7、2015年3月22日中空4#机电缆头发生电缆崩烧短路故障，二变发接地信号。 8、2014年硫酸机303由于电动机震动保护未投用，电动机发生轴承故障时没有及时跳闸，发展成电动机扫膛（定、转子摩擦），造成6kV系统间歇性接地，出现接地过电压，硫酸配电间6kV I段进线柜电缆室电缆终端击穿，母排之间及母排对地之间出现了弧光短路。 9、2014年10月23日丙烯变至原油I回6kV系统电缆中间接头绝缘击穿短路。 10、2014年9月28日氮气站进线电缆短路。
|
|
|
