（国网能源哈密煤电有限公司大南湖电厂哈密839000）
摘要：火电厂中性点经电阻接地的3～10kV厂用电系统，单相接地故障发生率相对较高，虽然故障后允许持续运行一段时间，但是故障点如不能快速切除，可能会引起其它设备故障或带电压保护的电动机负荷跳闸，导致故障扩大。本文以某厂6kV斗轮机高压行走电缆发生接地故障，因斗轮机高压开关拒动，引起上一级接地保护动作跳闸切除故障，并导致同一电气连接系统中三处同相高压保险熔断的案例，来分析接地故障不能快速切除的危害。
关键词：单相接地保护；保险熔断
前言
中性点经电阻接地的厂用电系统，单相接地故障相对较多，单相接地保护电流定值及时间定值往往都能按照小阶梯原则整定，但各电厂整定值也会因经验而异，尤其是不同整定计算人员对阶梯原则的理解不同，单相接地保护的时间整定值偏差较大，对于时间整定相对较长的，往往会忽略单相接地故障时一旦开关或保护拒动，不但会引起保护越级跳闸，还会对高压保险、带低电压保护的运行电动机等设备安全运行产生威胁，扩大事故范围。
1事故实例
2016年11月11日某火电厂310MW机组单机正常运行，输煤6kVⅡ段突然失电，集控值班员发现“单元机组异常总信号”光字牌点亮，DCS报警出现“发变组保护装置故障”、“6kVⅡA段快切装置闭锁”及“快切装置PT断线”，输煤6kVⅡ段电源开关62M1跳闸，查看6kVⅡA段母线电压变为3.4kV。
2处理经过
检修人员接通知后立即分头到主厂房6kV配电室、输煤6kV配电室，检查主厂房6kV配电室ⅡA段母线二次电压，发现A相电压几乎为零，其余两相电压正常，PT二次空开完好，输煤6kVⅡ段电源62M1开关综保装置（南瑞继保RCS-9625CN型）跳闸记录显示零序保护1.86A（一次值93A）动作跳闸（定值0.6A，0.7s），有其它负荷开关综保装置报“PT断线”报警，检查各二次空开正常；输煤6kVⅡ段斗轮机6M212开关综保装置（南瑞继保RCS-9622CN型）跳闸记录显示零序保护1.87A（一次值93.5A）动作跳闸（定值0.3A，0.4s），但开关仍在合闸位置；其它运行电机开关综保装置显示低电压保护动作跳闸；母线PT间隔综保装置（南瑞继保RCS-9628CN型）报PT断线、零序过压告警、低压保护动作（不跳闸），A相电压几乎为0，其余两相电压正常；母线消谐装置报接地故障。因故障发生在斗轮机启动后十几分钟内，根据经验判断斗轮机高压行走电缆单相接地故障（斗轮机高压高压行走电缆在2013年发生过A相接地故障），斗轮机开关拒动，引起输煤6kVⅡ段电源开关接地保护跳闸，输煤6kVⅡ段、主厂房6kVⅡA段母线A相PT保险熔断。
运行人员断开斗轮机高压开关后，紧急恢复输煤6kVⅡ段供电，恢复各变压器及上煤系统运行。
电气检修人员检查斗轮机高压卷筒电缆绝缘，A相绝缘为零，检查确认斗轮机行走电缆仍是在出地沟处发生接地故障（行走电缆在此处随斗轮机往返行走而折弯，易疲劳，并且沟内易积水积灰，运行环境相对较差。）
检修人员拉出输煤6kVⅡ段母线PT检查A相保险确已熔断，紧急更换故障保险并再次合入PT后，输煤6kVⅡ段母线二次电压显示正常；主厂房6kVⅡA段母线电压未恢复，拉出母线PT检查同样是A相保险熔丝熔断，更换保险后重新投入运行，母线电压恢复正常。检修人员检查仍有发变组保护装置报“PT断线”、“装置异常”、快切装置显示“PT断线”、切换闭锁信号，检查高厂变A分支PT保险，发现同样是A相保险熔断，更换保险后再投入运行，分支电压恢复正常，各报警信号复归。
检修人员截断故障段电缆后重新进行可靠连接，并进行试验确认电缆无异常后，恢复斗轮机系统送电，恢复输煤系统的正常运行方式。
3事故分析
五、斗轮机开关拒动原因分析
斗轮机高压卷筒电高压行走生单相接地后，斗轮机开关综保装置高压侧零序保正确动作出口，但开关拒动未跳开，导致上级零序保护动作跳闸，切除故障点。随后对斗轮机开关用零序保护进行第一次模拟传动时，综保装置零序保护正确动作出口，但开关动作声音轻微且未跳开，检查各二次元件及端子排处各二次回路接线良好，判断为开关内部异常或开关二次插头分闸回路存在接触不良情况，开关在静态分闸时存在拒动可能。
2）三处保险熔断原因分析
发生故障的电气系统如上图所示，6kV开关间隔零序CT变比为50/1A。斗轮机高压开关为F+C开关，技术资料显示分闸时间小于40ms，分闸脉冲应大于40ms。
6kV母线金属性单相接地电流为，故障切除时单相接地电流为1.86×50=93A。
6kVIIA段母线A、B、C相电压、开口三角绕组3U0电压、高厂变A分支中性点零序电流录波文件如下。
用故障录波软件分析录波图，系统最先出现瞬时性的C相接地，一段时间后，再次出现C相接地，A、B相电压均升高接近线电压，零序电压接近相电压，高厂变A分支中性点零序电流一次值从零增大到约90A，C相接地持续一段时间后，C相、A相二次电压突然均恢复到正常值58V，A相二次电压降低至约34V，母线PT开口三角绕组
零序电压3U0由90V降为17V，高厂变A分支中性点零序电流由90A变为零。由于斗轮机高压行走电缆在在2013年在相同位置曾发生过两次A相金属性接地故障，此次整个故障过程发生在斗轮机行走初期，高压行走电缆由C相单相接地转换成A相接地瞬间，零序电流流过遭受过零序过压或零序电流冲击的三处PTA相保险，导致三处PTA相保险熔断。
另外，根据DL/T1502-2016《厂用电继电保护整定计算导则》关于中性点经电阻接地的低压厂用变压器高压侧单相接地保护整定计算方案，保护装置有大电流闭锁保护跳闸出口功能时，FC开关动作时间可取0.05s～0.1s。事故电厂6kV斗轮机高压开关（回路带变压器）间隔高压侧零序保护时间整定为0.4s，时间定值偏大，不能在最短时间内可靠切除故障，发生保护拒动或开关拒跳而由上级保护动作跳闸切除故障时，不仅扩大了停电范围，延长了故障切除时间，也会对母线保险等其它电器元件的安全运行产生影响。
4防范措施
1）为避免斗轮机开关再次出现拒动现象，检查同型号合格的开关备件并更换斗轮机开关，进行各种传动，确保开关正常。
2）电气检修专业加强对斗轮机高压行走电缆定期检查试验，改善地沟处的行走电缆运行环境，定期维护高压行走电缆易故障段，避免行走电缆随斗轮机行走而不断折弯形成疲劳损伤导致绝缘劣化的电缆长时间运行。
3）储备足够、合格的斗轮机高压行走电缆备件及6kV保险备件。
4）根据《厂用电继电保护整定计算导则》，合理整定厂用变压器高压侧单相接地保护时间定值。
参考文献：
[1]国家能源局.DL/T1502-2016厂用电继电保护整定计算导则
[2]许正亚.发电厂继电保护整定计算及其运行技术
[3]高春茹.大型发电机组继电保护整定计算与运行技术（第二版）
[4]南京南瑞继保电气有限公司.RCS-9600系列厂用电保护测控装置技术和使用说明书（ZL_DYBH0403.0805）