一起斷路器越級(jí)保護(hù)跳閘原因分析

張成順(衛(wèi)輝市電業(yè)局,河南衛(wèi)輝 453100)

一起斷路器越級(jí)保護(hù)跳閘原因分析

張成順(衛(wèi)輝市電業(yè)局,河南衛(wèi)輝 453100)

企業(yè)客戶的電力設(shè)備運(yùn)行狀況對(duì)供電公司變電設(shè)備乃至區(qū)域電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著重大影響,供電企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)客戶電力設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、預(yù)防性試驗(yàn)的監(jiān)督、檢查以及技術(shù)指導(dǎo),規(guī)范企業(yè)客戶負(fù)荷側(cè)設(shè)備安全運(yùn)行水平,進(jìn)而提高配電網(wǎng)的安全。

保護(hù) 變壓器 客戶

1 事故經(jīng)過

某110kV變電站有一條35kV專用線路,已運(yùn)行多年。某日該35kV專供線路跳閘,所發(fā)信號(hào)為“過流Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作”,斷路器重合不成功,后加速動(dòng)作跳閘,值班人員匯報(bào)調(diào)度,檢修小組迅速到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行事故處理。

2 設(shè)備配置簡介

該110kV變電站為2003年投入運(yùn)行,有兩臺(tái)容量為40000kVA的變壓器,兩臺(tái)變壓器均為三圈變壓器,主要負(fù)責(zé)對(duì)該市開發(fā)區(qū)工業(yè)供電,供電線路多為專線。故障線路的真空斷路器型號(hào)為ZN12-40．5,額定電流為1250A,該線路保護(hù)為三段式過流保護(hù),且投重合閘。保護(hù)定值為過流Ⅱ段20A,時(shí)限0．3s。故障電流為21．4A,CT變比600/5,折算一次電流為2568A。

3 現(xiàn)場查看情況

圖1 一次接線圖

表1

圖2 保護(hù)原理圖

該專線真空斷路器A、B、C相絕緣拉桿均有不同程度的放電痕跡,三相真空泡支柱燒毀。檢修小組檢查變電站設(shè)備狀況的同時(shí),線路管理人員迅速進(jìn)行線路巡視,并沒有發(fā)現(xiàn)線路問題。調(diào)度值班員得到客戶變電站值班員匯報(bào),在停電瞬間變電站內(nèi)有異常聲響發(fā)出,部分設(shè)備存在異常。因技術(shù)力量不足請(qǐng)求支援,檢修小組趕赴事故現(xiàn)場。

該客戶為一碳素加工廠,屬于高能耗企業(yè),用電負(fù)荷較大,廠區(qū)有一座35kV變電站,變壓器為一臺(tái)特種自耦變壓器。因變壓器容量較大,制造廠家將變壓器分開制造,一臺(tái)為有載調(diào)壓變壓器,一臺(tái)為整流變壓器,兩臺(tái)變壓器合二為一,整流變負(fù)荷側(cè)額定電流達(dá)49130A,其負(fù)荷側(cè)無斷路器(見圖1)。

整流變壓器型號(hào)為ZHSSPB,容量16000kVA,額定電壓20．8488-5．7735/0．1539-0．00426kV,額定電流:260．4-512．8/24943-49130A,接線方式

調(diào)壓變壓器TSSPZ,容量16300kVA,額定電壓35/20．8488-5．7735,額定電流268．6-146．5/260．4-512．8,接線方式為Y自耦,制造廠家為沈陽變壓器廠。

檢修小組成員對(duì)變電站進(jìn)行巡視檢查,發(fā)現(xiàn)如下問題。

(1)變壓器進(jìn)線斷路器A相拉桿有明顯損壞。

(2)穿墻套管至變壓器套管處架空導(dǎo)線有明顯放電痕跡。

(3)站內(nèi)絕緣支柱上堆積有較厚的碳粉,對(duì)絕緣構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

4 現(xiàn)場問題分析與排查

檢修小組詢問事故發(fā)生時(shí)設(shè)備運(yùn)行方式及用電負(fù)荷變化等情況,變電站值班人員匯報(bào),當(dāng)時(shí)電爐內(nèi)需加大電流,值班人員調(diào)整變壓器分接檔位時(shí),線路瞬間停電,并伴隨有異常響動(dòng)。

4.1 變壓器故障分析與排除

檢修小組初步判斷調(diào)壓變壓器內(nèi)部存在問題,檢修小組將故障點(diǎn)鎖定在調(diào)壓變壓器內(nèi)部分接開關(guān)部位,展開對(duì)調(diào)壓變壓器的技術(shù)診斷,以下為變壓器的測試數(shù)據(jù)。

4.1.1 變壓器測試數(shù)據(jù)與分析

調(diào)壓變壓器檔位較多有48個(gè)檔,以下為事故時(shí)調(diào)節(jié)的檔位,變壓器當(dāng)時(shí)在36檔。(見表1)

根據(jù)預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定1600kVA以上的變壓器,無中性點(diǎn)引出的繞組,線間差別不應(yīng)超過1%,通過對(duì)變壓器直流電阻測試發(fā)現(xiàn)變壓器直流電阻嚴(yán)重超標(biāo)。

絕緣電阻試驗(yàn)、直流耐壓及泄漏電流、介質(zhì)損耗測試數(shù)據(jù)均接近預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程允許范圍,試驗(yàn)人員得出測試結(jié)果,調(diào)壓變壓器已損壞必須進(jìn)行大修。

4.1.2 變壓器分接開關(guān)檢修

技術(shù)人員進(jìn)一步了解變壓器運(yùn)行情況,廠方人員回答至變壓器投入運(yùn)行以來從未進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)及大修,變壓器檔位調(diào)節(jié)較為頻繁,根據(jù)廠方提出的幾點(diǎn)情況,建議對(duì)有載調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行檢修。

打開有載調(diào)壓開關(guān)放油閥門,絕緣油已碳化變黑。遂將調(diào)壓開關(guān)與變壓器本體脫離,吊出,進(jìn)行解體。發(fā)現(xiàn)該分接開關(guān)部分觸點(diǎn)有放電痕跡,需處理。將觸頭進(jìn)行更換并磨平放電痕跡。

對(duì)變壓器有載調(diào)壓開關(guān)箱體進(jìn)行清洗,并對(duì)本體絕緣油進(jìn)行更換,將有載調(diào)壓開關(guān)回裝,對(duì)變壓器進(jìn)行真空注油,待變壓器油靜止24h后,對(duì)變壓器重新試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合變壓器出廠各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 保護(hù)動(dòng)作分析及保護(hù)配置整改

4.2.1 保護(hù)動(dòng)作分析與異常診斷

變壓器故障已處理,梳理分析事故經(jīng)過:因該用戶在線路末端,短路故障點(diǎn)距110kV變電站較遠(yuǎn),該變電站過流Ⅱ段保護(hù)正常動(dòng)作,但用戶變電站保護(hù)變壓器的斷路器無任何信號(hào),存在問題。遂對(duì)該斷路器進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn),當(dāng)電流達(dá)到保護(hù)動(dòng)作值時(shí),斷路器確實(shí)無任何信號(hào)?？磥肀Ｗo(hù)回路或裝置存在問題,在檢查二次回路過程中,“我和我的小伙伴們都驚呆了”,兩臺(tái)容量為32300kVA的變壓器竟然只有速斷和過流保護(hù),而保護(hù)不動(dòng)作原因是因有人將保護(hù)跳閘出口中間繼電器短接,造成保護(hù)不動(dòng)作。為什么有人將保護(hù)出口中間繼電器短接哪。下面是保護(hù)接線原理圖如（圖2）。

從圖2中可以看到保護(hù)裝置沒有時(shí)間繼電器,只有一套變壓器速斷保護(hù),當(dāng)變壓器投入運(yùn)行時(shí)保護(hù)裝置躲不過變壓器的勵(lì)磁涌流。另外該變壓器屬于特種變壓器低壓側(cè)因電流較大無法安裝低壓斷路器,斷路器合閘瞬間等于直接帶大負(fù)荷運(yùn)行,電流將會(huì)很大,如果這套保護(hù)正常工作,該變壓器斷路器根本合不上,若將定值改大保護(hù)靈敏度將會(huì)減低,則與上一級(jí)保護(hù)無法配合。這也是導(dǎo)致變電站過流Ⅱ段跳閘的原因。

4.2.2 保護(hù)配置整改方案

為了使客戶盡早恢復(fù)供電,減少因停電造成損失,供電企業(yè)技術(shù)人員隨即提出整改措施。

(1)更換一套新保護(hù)裝置。更換一套新保護(hù)裝置,需要與保護(hù)廠家進(jìn)行聯(lián)系溝通配置何種保護(hù),需一定時(shí)間。

(2)利用現(xiàn)有保護(hù)進(jìn)行更改接線,并加裝時(shí)間繼電器。進(jìn)線側(cè)有一組PT,利用PT接成復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù),即低電壓與負(fù)序電壓“或”的關(guān)系,和電流是“與”的關(guān)系,可以有效的提高保護(hù)靈敏度。

同樣適用于速斷保護(hù)改造接線,這樣可以把過流或速斷定值整定準(zhǔn)足夠準(zhǔn)確(低)的同時(shí),提高靈敏度。

經(jīng)與廠家溝通,因廠家與客戶簽訂了大量訂單,需盡快送電加工產(chǎn)品,不然會(huì)造成巨大損失。于是,采用第二套整改措施。

5 暴露問題

(1)變壓器入網(wǎng)運(yùn)行前,供電企業(yè)驗(yàn)收工作不到位,保護(hù)配置不當(dāng),現(xiàn)場沒有發(fā)現(xiàn)及提出整改措施。

(2)供電企業(yè)監(jiān)督不力,變壓器長期沒有進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。

(3)該企業(yè)客戶的變壓器投入運(yùn)行將近10年,未進(jìn)行過大小修,造成變壓器長期帶病運(yùn)行。

(4)該企業(yè)客戶變電站技術(shù)人員專業(yè)技術(shù)不足,對(duì)設(shè)備異常跳閘問題,未進(jìn)行科學(xué)分析與解決,安全意識(shí)薄弱,違規(guī)擅自短接保護(hù)出口繼電器。

6 解決辦法

(1)供電企業(yè)加強(qiáng)對(duì)企業(yè)客戶變電站及設(shè)備的驗(yàn)收環(huán)節(jié)重視,確保進(jìn)網(wǎng)企業(yè)電力設(shè)備的合格與規(guī)范,進(jìn)而保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行與可靠供電。

(2)供電企業(yè)加強(qiáng)對(duì)企業(yè)客戶專業(yè)技術(shù)人員的監(jiān)管與培訓(xùn),協(xié)助企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才,提高企業(yè)用電設(shè)備的運(yùn)維水平。

[1]宋昊.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)之我見[J].科海故事博覽,2009,(6).

[2]DL/T 596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程.

[3]白六平,崔振強(qiáng).繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的重要性[J].山西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào)(高等教育出版社),2011(S1).