方大特鋼10000Nm3/h制氧機組分子篩電加熱器運行中突然短路,，引起了為其供電的配電變壓器高壓側(cè)主回路綜保動作、跳閘,，造成該制氧機組工藝氬泵、氮透油泵、空壓機排煙機等失電停機故障,。通過分析,，采取了相應(yīng)的改進措施，提高了供電的安全性,、制氧機組運行的穩(wěn)定性,。

故障現(xiàn)象

某日，方大特鋼10000Nm3/h制氧機組1#分子篩電加熱器加溫120分鐘時,，突然出現(xiàn)1#電加熱器停止加熱,、工藝氬泵停機故障，經(jīng)檢查,，1#配電變壓器失電,、停止工作，其高壓側(cè)微機綜合保護裝置動作,、跳閘,。

實際上，制氧機組配套氮透A/B油泵,、氧透A/B油泵,、UPS供電電源均進行了自動切換，氧透油站,、空壓機油站的排煙機亦停止了工作,，只是由于供電系統(tǒng)雖為雙電源供電、控制電路不具備備自投功能,，但生產(chǎn)設(shè)備在DCS上卻具備自動切投功能,，這些回路的失電未對整個制氧機運行造成大的影響。

10000Nm3/h制氧機配置了兩臺S9-1600/6型（1600KVA 6KV/0.4KV,、）配電變壓器,，為制氧機組各回路（含照明系統(tǒng)）提供低壓電,，圖一為10000Nm3/h制氧機1#配電變壓器供電框圖，2#配電變壓器供電與1#配電變壓器類似（2#6KV電源來自動力114K路）,，整套機組的高,、低壓電源均設(shè)有母聯(lián)柜，母聯(lián)柜正常運行時是斷開的,、分列運行,；異常、檢修時,，高壓或低壓電源可以在線并倒,，任何一路高壓或低壓電源都可以承擔全部的運行負荷。

圖一1#變壓器供電框圖

圖一中,，QF1為1#配電變壓器高壓側(cè)斷路器,，該斷路器配微機綜保裝置；QF2為1#配電變壓器低壓側(cè)斷路器,，QF3為1#電加熱器低壓斷路器,，QF2、QF3均為ABB低壓斷路器,。從框圖中可以看到,，每一回路都配置了斷路器，1#電加熱器發(fā)生短路故障時越過2級低壓斷路器,、引起1#配電變壓器高壓側(cè)斷路器跳閘,，這是很不正常的。

由于越級跳閘,，1#配電變壓器的高,、低側(cè)同時經(jīng)歷了大短路電流的沖擊，影響到1#配電變壓器的安全,，本例中,，1#配電變壓器低壓側(cè)的直流電阻就由于這次沖擊后檢測到直阻已超標（5個月前已周檢過合格），1#配電變壓器被迫抽芯檢修,。為了避免這一現(xiàn)象的再次出現(xiàn),，組織相關(guān)了技術(shù)人員對其進行了認真分析、整改,。

故障分析

1.QF1高壓斷路器狀態(tài)分析

QF1配微機綜合保護裝置為長沙華能DMP-310B2型,，過流整定值為6.7A/5S，速斷整定值為30A/0S,，電流互感器的變比為150/5,。調(diào)出跳閘時綜保上的記錄，顯示為速斷跳閘，速斷電流值為32A,，微機綜合保護裝置動作是正確的,。此時，變壓器高壓側(cè)相當承受了32×150/5=960A的短路電流,、低壓側(cè)相當承受了960×2309/154≈14394A短路電流（1#配電變壓器的額定電流為154A/2309A）,。

2.QF2、QF3低壓斷路器狀態(tài)分析

QF2為ABB-F2B-2500A/690V低壓斷路器,，QF3為ABB-F1S-1600A/690V低壓斷路器,，兩個斷路器均采用了SACE AR1模擬固態(tài)可調(diào)電流脫扣器。

該脫扣器由電流互感器供電,，其主要功能有：操作時不需要輔助外部電源,；中性線保護自動設(shè)定到相線上電流值的50%；保護功能可組成兩個方式,，即：反時限長延時的過載保護方式（LS）,、反時限短延時保護方式（LI），表一為SACE AR1模擬固態(tài)可調(diào)電流脫扣器保護功能與設(shè)定值表,；可單一及同時調(diào)節(jié)三根相線和在中線上的定值,；有很寬的脫開電流和時間設(shè)定值,；脫扣特性不受環(huán)境影響,。

表一

查看QF2、QF3的電流脫扣保護功能與設(shè)定值情況,，兩者均為出廠設(shè)定值,，即LI：I=1×In ，t1=INT,；LS：I=10×In,、t2=0.3S。QF3→QF2→QF1綜保,，相當構(gòu)成了一套低壓電網(wǎng)的保護系統(tǒng),，表二為QF3→QF2→QF1綜保--電流保護參數(shù)設(shè)定表。

表二

從表二中可能看到,，QF2,、QF3的反時限短延時電流均大于QF1的速斷電流，違背了QF1電流>QF2電流>QF3電流上下級匹配的原則,，本次越級跳閘是必然的,，QF1、QF2,、QF3三級斷路器保護參數(shù)值整定是不匹配的,。

3.電加熱器系統(tǒng)分析

10000Nm3/h制氧機組共配置了2臺電加熱器用于分子篩的再生活化（一開一備），由TG-3-320晶閘管交流調(diào)功柜控制，電加熱裝置由固定組及調(diào)功組組成,，其中固定組由DCS程序控制,；調(diào)功組在固定組工作后自動投用，根據(jù)電加熱器出口溫度自動控制,。表三為電加熱器工藝參數(shù)表,。

表三 電加熱器工藝參數(shù)表

從表三可以看到電熱管分成了三組。電熱管的供電為三相四線進加熱器,，220VAC給電加熱管供電,。電加熱器是制氧裝置中功率最大的低壓用電設(shè)備，本次越級跳閘就是由于加熱管運行中短路造成,。

拆開電加熱器檢查,，發(fā)現(xiàn)固定組有7支加熱管的引線炸斷（單支電加熱管的功率為8KW，單支的短路電流不至于太大）,。查看電加熱管的接線,，發(fā)現(xiàn)較為混亂，在空間不大的地方,，上百根引線交叉,，部分引線的瓷套管脫落、不全,、污垢較多,，這樣，一旦單根加熱器引線短路,，很可能引起電加熱器裝置供電系統(tǒng)的相—中,、相—相、相—地短路,，造成更大的短路故障,。

處理措施

1.整定QF3參數(shù)

QF1微機綜合保護裝置的定值是主機廠設(shè)計提供的，因此將綜保的參數(shù)作為基準,。由于電加熱器是主要的低壓用電設(shè)備,，QF2參數(shù)暫不調(diào)整，僅對QF3參數(shù)進行調(diào)整,。電加熱管為電阻性負載,，電流與電壓相同，無沖擊電流,。

電加熱器固定組,、調(diào)功組滿負荷工作的電流為940A，因此將QF3參數(shù)調(diào)整為：LI：I=0.6×In ,，t1=INT,；LS：I=4×In、t2=0.15S，即反時限長延時電流設(shè)定為960A,，反時限短延時電流設(shè)定為6400A,。

2.整理電加熱器的接線

三相四線電進入空間不大的電加熱器，電加熱管的數(shù)量達78支,，引線156根,，有序、安全是整理的基礎(chǔ),。為此：一是將電加熱管的中線走加熱管的下端,，相線走加熱管的上端，不會出現(xiàn)相-相短路,，也不會出現(xiàn)由于引線造成的相-中短路,，同時，由于中線在下部,，離電加熱器的外殼近,，即使與外殼短路亦不會造成事故；二是將清潔引線的瓷保護套管,，補充引線的瓷保護套管,，使瓷保護套管在引線上均勻排布，增大空氣絕緣保護,；三是引入一股干燥的氮氣,，吹掃電加熱器上部引線，保持加熱器上部相對干燥避免氧化,。

小結(jié)

天氣潮溫,，電加熱管引線混亂,，單根電加熱管的引線短路引起的弧光,，造成多根電加熱管引線同時短路，繼而引起較大電流,，至使后面保護裝置動作,；又由于各級保護參數(shù)設(shè)置不合理、不匹配,，造成越級跳閘,。

通過本次事故，反映工程調(diào)試人員對綜合保護裝置的整定是比較重視的,，但對斷路器的參數(shù)設(shè)置未引起關(guān)注,，也反映維護人員工作存在缺陷。細小的不足,，可能引起大的事故,，在此特將本次事故向同行作上介紹，希望能給同行一定借鑒。