低压冷水机组起动引起高压侧跳闸故障处理

       2011年末，某超五星级大酒店新建工程现场调试2台608kW/380V冷水机组时，其中1台起动在过程中10kV侧过载跳闸发生故障，多次试机，故障仍未排除。而系统相同的另一台冷水机组却能正常起动和运行。
       出现跳闸故障的冷水机组供电系统示意图如图1所示。该机组内置起动装置，最大起动电流为3011A，起动时间约2～3s。按照设计时数据计算，该机组起动和运行时，QF4、QF3 的长、短延时及瞬动脱扣整定均不会动作。由供电部门负责10kV侧QF2的整定，动作时限是以额定电流的1.5倍及约0.5s动作时间为基础而设置的整定值，而且柜子到位后，供电公司曾做过继电保护一般校验，参数设置也未见有出入。

       一、故障分析
       综保显示故障为过载跳闸，针对该故障从三方面分析原因：
       1、变压器容量小导致小马拉大车。变压器继电保护整定时，一般是根据变压器额定电流计算的1.5倍计算，如果变压器容量选得小，就会出现整定值小于实际负荷值，出现低压不跳高压跳的越级跳闸现象。对冷冻机组额定电流进行计算：
       Ir ＝Pe /（Un × 1.732cosθ）＝1030 A
       电动机运行时高压侧电流为41A，小于过电流整定值135A，不会过载跳闸。另外，因当地供电部门2路10kV 供电总容量须小于6400 kVA（4×1600kVA），且与该系统相同的另一台冷水机组能正常起动也证明和变压器容量关系不大。
       2、机组的起动方式。不同起动方式下，电动机的起动电流差别很大，如果起动电流值大于高压侧整定值，也会使高压侧跳闸。根据电机最大起动电流为3011A计算，电机起动时高压侧电流为122.4A，小于过电流整定值135A，不会过载跳闸。
       3、配电设备或保护设置。对配电设备逐一检查，柜厂、冷水机厂商及变压器厂商均证明各自设备安装及调试无误，该起动故障应与设备无关。当检查综合保护装置内部参数设置时，预设过流为135A，标准反时限为485ms，电流变比为630/5。对该数据进行分析，图纸设计和柜内安装到位的CT2的电流变比为150/5，到“综保”却以630/5 来考量，起动电流值由于这个原因被扩大了4倍多。电机起动时变压器高压侧电流为122.4 A，此时150/5 的流变CT2二次侧电流为4.08A，而输入综保装置的过载保护整定值为135/（630/5）＝1.07A，4.08＞1.07，导致冷水机组起动过程跳闸。
       二、故障排除
       针对该故障，对综保装置参数进行修改，将630/5 改为与外置电流互感器变比相同（即150/5），同时检查相应的设备安装及接线、整定值。确认无误后，开始准备进行试起动。
       冷水机组的技术人员先是断开电动机与传动部分的连接，在油温预热到45℃后起动，未见故障。又将先前断开部分再重新连接起来，按照正常工况进行起动，故障亦未重现。至此，故障排除。
       三、结语
       经过对该案例的故障分析和排除，得益如下：
       1、不依赖供电部门的参数设限。10 kV侧动作电流、动作时限是以额定电流的1.5倍及约0.5s动作时间为基础而设置。供电部门应恰当选择保护电器的动作电流和动作时间，既躲开起动电流，又使用户跳闸故障不频繁发生。供电部门若简单地以用户变压器的额定载流量来限制用户设备起动，显然不合乎实际的情况。
       2、核实冷水机组的电气参数及电源线路。对选用大容量的冷水机组，工程师需索取相应的电气参数数据，以供综保设定参数之用。另外，大容量机组供电线路大多不需敷设中性线，但须向制造厂核实。
       3、调试验收时须严格把关。该案例中，柜厂安装调试和供电公司曾作过的继电保护一般校验也会存在疏漏，设计人员要从始至终，不放过任一环节，严格把好关，从而可避免不必要的故障发生。