一起10kv線路保護越級跳閘事故分析

摘 要：文章對一起發(fā)生永久性故障后10kv線路保護拒動而引起10kv主變開關(guān)越級跳閘的事故進行了分析，對導(dǎo)致越級跳閘的起因、經(jīng)過以及現(xiàn)場進行的事故分析處理過程做出較詳細的闡述，并針對本次事故的分析及時提出現(xiàn)場作業(yè)過程中的反事故措施與注意事項。

關(guān)鍵詞：越級跳閘；保護拒動；采樣異常

引言

隨著電力技術(shù)的進步，變電站一、二次設(shè)備有了飛躍式發(fā)展，這使得電網(wǎng)安全性越來越高。但是，隨著繼電保護裝置從電磁式發(fā)展為現(xiàn)在普遍運用的微機型，其結(jié)構(gòu)、邏輯、工藝的復(fù)雜性卻越來越高，而繼電保護設(shè)備工作的可靠性始終是其重中之重。文章就一起越級跳閘案例進行分析，通過相關(guān)波形和數(shù)據(jù)查出故障原因。

1 事故描述

某日110kv常昆變線路動作情況：17時46分30秒123環(huán)立線速切動作成功跳開123出線開關(guān)，46分32秒發(fā)重合閘動作、過流Ⅰ段動作，12秒后保護返回；主變動作情況：46分33秒后#2主變復(fù)合過流Ⅰ、Ⅱ段動作，102#2主變開關(guān)跳開，10kvⅡ段母線失電，1秒后保護返回。接報后不久，值班員檢查現(xiàn)場設(shè)備完好。

2 事故調(diào)查和疑問

事故發(fā)生后，運行和繼保人員共同對保護動作情況進行了查閱和討論，力求查明#2主變低后備越級跳閘的原因，經(jīng)過對123線路保護故障信息以及#2主變低后備保護故障信息的分析，找出了2個疑問點：（1）線路保護動作過程分析認為動作基本正確，為線路故障重合不成再跳閘，但疑問是保護返回時間較長達12秒鐘。（2）從保護動作過程看，主變后備保護動作時，123線路保護已經(jīng)第二次發(fā)出跳閘命令，為什么102#2主變開關(guān)仍然跳閘。

調(diào)取123環(huán)立線和#2主變低后備保護的故障波形圖后，發(fā)現(xiàn)2份波形圖在故障電流存在的持續(xù)時間以及故障電流的幅值上存在不一致的情況。針對這一情況，同時又調(diào)取了#2主變高后備保護啟動波形圖：

一并進行分析，發(fā)現(xiàn)3張波形圖有以下2個方面存在疑問：（1）123環(huán)立線保護波形圖中電流波形變化同保護動作開關(guān)量達成一致即明確的顯示出線路出現(xiàn)故障，保護動作，跳開開關(guān)，故障電流消失，開關(guān)重合后，故障電流再次出現(xiàn)，保護再跳后，故障電流再次消失，但是波形圖中電壓卻是在故障出現(xiàn)后即出現(xiàn)對應(yīng)的下降，直至開關(guān)重合不成再跳后仍然是故障時的電壓值，期間一直沒有變化。（2）主變高后備以及低后備的波形圖波形反映基本一致，即在故障出現(xiàn)后即出現(xiàn)故障電流，在123開關(guān)跳閘切除故障后，主變后備保護中仍然有故障電流，且故障電流基本仍為原來的值，期間從兩相故障演化成為三相故障，最終到主變低后備動作后，故障電流才消失，電壓的變化同電流保持一致，從出現(xiàn)故障后電壓降低，期間一致未恢復(fù)，直至主變保護動作跳開102開關(guān)。

綜上所述，從3張波形圖來看，主變低后備保護動作啟動肯定和123環(huán)立線線路有關(guān)，但其最終動作出口卻又和123環(huán)立線找不到直接聯(lián)系。

3 事故原因分析

根據(jù)這一結(jié)果，再次對10kvⅡ段上的所有間隔的保護裝置進行了全方位的檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)124在線路檢修狀態(tài)時，后臺機及調(diào)度端仍然顯示有57.8A電流，且電流值一直不變化，查閱該電流變化曲線，發(fā)現(xiàn)電流值已多日不刷新，一直保持在57.8A的值上，該裝置可能存在死機或采樣異常的問題，經(jīng)詢問監(jiān)控該裝置未有任何自檢異常信號發(fā)出。由此可推斷：因124和123為同桿架設(shè)的線路，如果線路上的故障點為123和124兩條線路之間發(fā)生相間短路，123正確跳開，但124由于保護問題出現(xiàn)拒動的話，即能完美解釋上述波形圖上的各個疑問。根據(jù)這一思路，現(xiàn)場立即對124保護進行檢查試驗，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，裝置加入電流后，其采樣回路不能正確顯示所加的電流值，進行傳動試驗，在加入故障電流后，保護不能正常啟動并出口，重啟裝置后，采樣回路恢復(fù)正常，保護其他出口回路及遙信、遙控回路均正常。經(jīng)詢問廠家，確認此問題可能是保護硬件存在一定缺陷，采樣回路出現(xiàn)異常后，裝置無法將此異常報警。至此常昆變#2主變低后備保護越級跳閘的事故原因基本查明，即故障起因為123和124之間發(fā)生相間短路，最終擴展為三相短路，故障發(fā)生后，123保護和#2主變保護均正確啟動，其中123保護正確動作跳開開關(guān)，但由于124保護采樣回路出現(xiàn)問題，保護拒動，線路故障沒有完全被切除，因此主變保護在123開關(guān)跳閘后，仍然在啟動狀態(tài)，直至最終主變低后備保護動作并出口，期間由于124線路故障一直未被切除，所以10kvⅡ段母線三相電壓一直保持在故障時的電壓值。

4 存在問題與防范措施

雖然123和124同桿架設(shè)線路之間發(fā)生相間故障是本次事故發(fā)生的直接原因。但124保護裝置因采樣回路存在邏輯錯誤問題，是導(dǎo)致在故障發(fā)生后，保護拒動且無任何信息發(fā)出是#2主變低后備保護動作，擴大停電范圍的根本原因。

其關(guān)鍵在于124保護異常后，裝置無任何異常告警信號發(fā)出，導(dǎo)致監(jiān)控人員無法在短時間內(nèi)掌握保護實際的運行工況是否正常。因此建議廠家設(shè)置保護裝置采樣回路出現(xiàn)異常時有相關(guān)的判斷邏輯條件進行判斷，并能啟動相應(yīng)的告警信號示警。運維人員日常巡視應(yīng)注意檢查和及時恢復(fù)保護的一些告警信號，并檢查保護數(shù)據(jù)是否實時刷新，防止因告警信號未復(fù)歸或裝置邏輯錯誤而導(dǎo)致保護處于非正常工作狀態(tài)。

參考文獻

[1]國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護典型故障分析[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2]張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3]國家電力調(diào)度通信中心.繼電保護培訓(xùn)教材[M].北京：中國電力出版社，2009.

作者簡介：李嶄然（1985-），男，江蘇蘇州人，助理工程師，從事變電運維工作。