一起過流保護(hù)越級跳閘事件分析

聞相博

摘要：隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日趨龐大，供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜，提高供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平尤為重要。繼電保護(hù)是確保整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要裝置，本文主要闡述過流保護(hù)因定值不匹配錯誤導(dǎo)致越級跳閘事故，通過對整個系統(tǒng)進(jìn)行分析和檢查，找出事故原因并采取相應(yīng)處理措施。

關(guān)鍵詞：過流保護(hù)，整定值，越級

1.前言

定時限過電流保護(hù)，一般情況下作為主保護(hù)又兼作后備保護(hù)，其特征是動作電流較小，時限較長。因?yàn)閯幼麟娏鬏^接近于負(fù)荷電流，較易受負(fù)荷變動的影響，以致造成誤動作。過電流整定應(yīng)躲開最大負(fù)荷電流和負(fù)荷自啟動，以及與相鄰保護(hù)有配合，在保證保護(hù)足夠靈敏度的情況下，適當(dāng)?shù)奶岣哒娏?，對?fù)荷留有較大的裕度，是比較積極主動的辦法。

2.系統(tǒng)運(yùn)行方式

某廠對電力系統(tǒng)持續(xù)供電可靠性要求很高，一旦發(fā)生變電所電源中斷，可能造成全廠裝置生產(chǎn)波動或連鎖停車。因此該廠變電所均設(shè)置備自投裝置，當(dāng)工作電源失去后，能自動而迅速地將備用電源投入工作。B變電所主要負(fù)責(zé)向重整裝置供電，B變電所電源取自A變電所，共2條饋線（6116/6217）為B變電所提供電源，該變電所共有6kV中壓母線共2段，帶6/0.4kV配電變壓器2臺、6kV高壓電機(jī)5臺、0.4kV低壓母線共2段，如圖1所示。備用電源自投方式為分段斷路器備自投，正常情況時，變電所Ⅰ、Ⅱ段進(jìn)線帶各自負(fù)荷運(yùn)行，母線工作在分段狀態(tài)，隔離開關(guān)為工作位，分段斷路器為工作位分閘狀態(tài)，兩段母線靠分段斷路器取得相互備用。

3.事故現(xiàn)象

15時17分，A變電所后臺報警顯示及值班人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：A變電所6kV 重整1#饋線6116柜過流保護(hù)動作跳閘，B變電所6kV 1#進(jìn)線0961跳閘，B變電所6kV母聯(lián)6012自投成功，6kV II段進(jìn)線0962帶6kV I-II段母線運(yùn)行。

4.保護(hù)動作過程

A變電所、B變電所均為單母線分段運(yùn)行方式，A變電所至B變電所饋出線CT變比：300/1。重整裝置準(zhǔn)備啟動壓縮機(jī)#1（580kW、額定電流88.3A）。2016年12月7日15時10分，B變電所6kV I段總運(yùn)行電流約160A左右。

壓縮機(jī)#1（580kW、88.3A）進(jìn)行啟機(jī)操作時，按照設(shè)計提供的參考數(shù)據(jù)，啟動電流倍數(shù)按照6倍考慮，則啟動時B變電所 I段進(jìn)線電流為IP=529.8+160=689.8A。而B變電所 I段進(jìn)線保護(hù)設(shè)定為速斷（一次值）1446A，0.6S，過負(fù)荷（一次值）186A，6S（告警），對應(yīng)A變電所饋出重整1#饋線保護(hù)設(shè)定為速斷（一次值）1500A，0.5S，過電流（一次值）450A，0.7S（跳閘）。

所以此時B變電所6kV I段運(yùn)行電流超過一循A變電所饋出重整1#饋線過流保護(hù)定值（一次值）450A且達(dá)到0.7S時限，A變電所饋出重整1#饋線過流保護(hù)動作跳閘，B變電所6kV母聯(lián)備自投裝置檢測到I段進(jìn)線失壓，備自投跳開I段進(jìn)線，投入6kV母聯(lián)，B變電所運(yùn)行方式變?yōu)?kV II段帶全所負(fù)荷運(yùn)行。

因此15：17分，A變電所后臺報警顯示及值班人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：A變電所變電所6kV 重整1#饋線6116柜過流保護(hù)動作跳閘，B變電所6kV 1#進(jìn)線0961跳閘，B變電所6kV母聯(lián)6012自投成功，6kV II段進(jìn)線0962帶6kV I-II段母線運(yùn)行。

因B變電所備自投時限設(shè)置時間1.1S大于電動機(jī)低電壓保護(hù)動作時限0.5S，所以低電壓保護(hù)動作導(dǎo)致6kV I段母線所帶高壓電機(jī)跳閘;0.4kV I段母線所帶低壓電機(jī)跳閘。

經(jīng)現(xiàn)場核實(shí)發(fā)現(xiàn)，A變電所變電所6kV 重整1#饋線6116柜過流保護(hù)動作跳閘，綜保裝置顯示過流保護(hù)動作，動作電流IA=1.56A、IB=1.55A、IC=1.56A。核實(shí)綜保實(shí)際過流定值為1.5A、0.7S，反算實(shí)際壓縮機(jī)#1（580kW、88.3A）啟動電流倍數(shù)約為4倍，符合常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，因此判定A變電所變電所重整1#饋線繼電保護(hù)過流保護(hù)整定值沒有躲過當(dāng)時重整6kV I段總運(yùn)行電流，越級造成重整1#饋線過流保護(hù)動作繼而使得B變電所I段失壓備自投，低電壓導(dǎo)致電動機(jī)跳閘。

5.原因分析

1、直接原因分析：

A變電所重整1#饋線過電流保護(hù)整定值偏小。

2、間接原因分析：

（1）沒有對該區(qū)域上下級繼電保護(hù)定值進(jìn)行認(rèn)真核算（缺少繼電保護(hù)專責(zé)工程師），因而未能及時發(fā)現(xiàn)保護(hù)存在定值偏小的問題。

（2）新建裝置對繼電保護(hù)整定值未經(jīng)進(jìn)行嚴(yán)格核算，單位內(nèi)部也未進(jìn)行繼電保護(hù)審核審批手續(xù)。

（3）雖然在2015年、2016年大修期間對保護(hù)設(shè)備進(jìn)行了試驗(yàn)，但沒有發(fā)現(xiàn)上下級保護(hù)匹配不合理問題，沒有及時消除隱患。

（4）項(xiàng)目交工管理存在缺陷，技術(shù)部檔案室沒有找到項(xiàng)目交工電氣試驗(yàn)報告及保護(hù)整定書，因而何時、何種方式整定該保護(hù)定值沒有確切答案。由于送電時，保護(hù)試驗(yàn)及傳動均由安裝單位負(fù)責(zé)，因而此定值是施工單位錯誤整定遺留的可能性最大。

6.整改措施

（1）對當(dāng)前工況和運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行初步測算：

整定原則：按躲過下級最大容量電動機(jī)的起動電流整定。

式中：? 為可靠系數(shù); 為起動倍數(shù)，無實(shí)測值時取7; 為低壓側(cè)額定電流; 為下級最大電動機(jī)額定電流，88.30A。

根據(jù)公式計算得：過流保護(hù)定值一次值為834.96A，CT變比：300/1折算成二次值為2.78A。將A變電所重整1#/2#饋線（6116/6217）過流保護(hù)整定值由1.5A、0.7S調(diào)整至2.78A、1S。

（2）根據(jù)備自投裝置動作的原理，要確保備自投可靠動作，必須滿足備自投充電條件，待裝置充電完成后，滿足動作條件，又不滿足閉鎖條件，此時正確動作。因此只要不滿足充電條件或滿足閉鎖條件就會使備自投裝置閉鎖。實(shí)現(xiàn)閉鎖功能一般有兩種方式，一種是引入外部開入量實(shí)現(xiàn)閉鎖，另一種是檢查電壓、電流等模擬量實(shí)現(xiàn)內(nèi)部閉鎖。

而B變電所備自投裝置過流閉鎖是第一種，通過1#/2#進(jìn)線過流保護(hù)動作節(jié)點(diǎn)引入備自投裝置開入量進(jìn)行閉鎖。為了防止B變電所一段母線故障時備自投裝置動作而導(dǎo)致故障擴(kuò)大，應(yīng)保留B變電所進(jìn)線過流保護(hù)定值。經(jīng)工程師討論：將B變電所1#/2#進(jìn)線過流保護(hù)定值調(diào)整至2.78A、0.7s，且只作為有流閉鎖備自投條件，不做跳閘功能使用。

（3）通過全廠繼電保護(hù)核算項(xiàng)目對全廠保護(hù)定值進(jìn)行再次的確認(rèn)和梳理，查找和解決存在的定值匹配問題，調(diào)整保護(hù)功能。保證全廠設(shè)備正常的、安全有效的運(yùn)行，避免因電力故障影響生產(chǎn)。

7.結(jié)語

改革開放以來，中國市場經(jīng)濟(jì)得到快速的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了舉世矚目的成就。隨著工業(yè)科技的發(fā)展，電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來越廣，在此形勢下，電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)問題顯得尤為重要。繼電保護(hù)可以在最小的區(qū)域、最短的時間內(nèi)自動切除故障設(shè)備，同時向后臺監(jiān)控發(fā)送報警信息，及時發(fā)現(xiàn)和處理故障，有效防止系統(tǒng)和設(shè)備的損壞以及事故的擴(kuò)大。所以，繼電保護(hù)裝置切除故障或異常時，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況、在失去穩(wěn)定時將出現(xiàn)何種特征、如何快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行，成為了安全生產(chǎn)的重大課題。