開關(guān)分閘延時(shí)引起的保護(hù)越級(jí)跳閘事故分析

鶴崗誠基水電熱力公司供電車間 馮鶴彬

近期，某35 kV輸電線路在開關(guān)保護(hù)動(dòng)作后，由于開關(guān)分閘延時(shí)較長，引起了保護(hù)越級(jí)動(dòng)作事故。由于現(xiàn)場伐樹不當(dāng)，造成北山線152#桿處35 kV 輸電線路相間短路，水源變3403#開關(guān)跳閘速度變慢，造成熱水甲線越級(jí)跳閘。

一、運(yùn)行方式

熱電廠35 kV熱水甲線帶水源變35 kV、10 kV母線，熱水乙線由電廠向水源變充電，水源變3403#北山線開關(guān)帶北山庫變負(fù)荷。35 kV輸電線路如圖1所示。

圖1 35 kV 輸電線路

二、事故經(jīng)過

當(dāng)日上午8：19時(shí)，水源變35 kV北山線3403#保護(hù)裝置限時(shí)速斷、過流保護(hù)動(dòng)作跳閘，北山變電源中斷。8：19同一時(shí)間，熱電廠側(cè)熱水甲線3813#開關(guān)過流保護(hù)動(dòng)作跳閘，水源變中斷電源。

三、相關(guān)開關(guān)保護(hù)定值及保護(hù)動(dòng)作信息

1.故障發(fā)生時(shí)，水源變北山線3403#開關(guān)、熱電廠側(cè)熱水甲線3813#開關(guān)保護(hù)裝置保護(hù)定值。

（1）水源變北山線3403#開關(guān)CT 變比：300/5。過流I 段定值5 A（300 A），1.2 s；過流II 段43 A（2 580 A），0.02 s；過流III 段23 A（1 380 A），0.45 s。

（2）熱電廠側(cè)熱水甲線3813#開關(guān)CT 變比：400/5。過流I 段5 A（400 A），電壓閉鎖25 V；過流II段5 A（400 A），1.6 s；重合閘1.2 s。

2.相關(guān)裝置故障記錄。水源變北山線3403#開關(guān)保護(hù)裝置：

8:19:01:002時(shí)整組啟動(dòng)（相對(duì)時(shí)間00 ms）；

8:19:01:469 時(shí)過流III 段動(dòng)作，動(dòng)作值A(chǔ) 相，33.53 A（2 011.8 A）（相對(duì)時(shí)間467 ms）；

8:19:01:476時(shí)3403#HWJ，1→0（相對(duì)時(shí)間474 ms）；

8:19:02:210 時(shí)過流I 段動(dòng)作，動(dòng)作值A(chǔ) 相，35.11 A（2 106.6 A）（相對(duì)時(shí)間1 208 ms）；

8:19:04:008時(shí)3403#TWJ，0→1（相對(duì)時(shí)間3 006 ms）。

熱電廠側(cè)熱水甲線3813#開關(guān)保護(hù)裝置（時(shí)間為裝置記錄時(shí)間，與水源變側(cè)時(shí)間不一致）。

8:12:53:525時(shí)整組啟動(dòng)（相對(duì)時(shí)間00 ms）；

8:12:55:129時(shí)過流II段動(dòng)作，動(dòng)作值C相，22.53A（1 802.4 A）（相對(duì)時(shí)間1 604 ms）；

8:12:55:136時(shí)3813#HWJ，1→0（相對(duì)時(shí)間1 611 ms）；

8:12:55:184時(shí)3813#TWJ，0→1（相對(duì)時(shí)間1 659 ms）。

四、現(xiàn)場處理及相關(guān)信息解讀

收到故障跳閘信息后，相關(guān)專業(yè)人員到達(dá)水源變現(xiàn)場，查看保護(hù)裝置記錄及后臺(tái)機(jī)記錄，記錄如上。聯(lián)系好停電措施后，對(duì)3403#和3813#開關(guān)的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，并進(jìn)行模擬故障電流整組試驗(yàn)，保護(hù)裝置反應(yīng)故障信息、保護(hù)動(dòng)作均正常，排除因繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)或誤動(dòng)造成越級(jí)跳閘的原因。

對(duì)故障記錄情況解讀，發(fā)現(xiàn)3403HWJ（開關(guān)合位節(jié)點(diǎn)）和TWJ（開關(guān)跳位節(jié)點(diǎn)）動(dòng)作間隔過長，初步懷疑可能是35 kV真空斷路器分閘延時(shí)過長。變電所利用微機(jī)綜保裝置錄波功能，對(duì)3403#開關(guān)的故障錄波信息進(jìn)行查看分析，表明因3403#開關(guān)動(dòng)作慢，造成保護(hù)越級(jí)跳閘。最后對(duì)開關(guān)進(jìn)行檢查，確定開關(guān)機(jī)構(gòu)問題。

五、故障分析及原因查找

通過保護(hù)裝置記錄及現(xiàn)場故障錄波查看，3403#開關(guān)故障時(shí)A 相短路電流持續(xù)時(shí)間約為1.7 s，從3403#開關(guān)保護(hù)啟動(dòng)HWJ（開關(guān)合閘位置節(jié)點(diǎn)）動(dòng)作相對(duì)時(shí)間474 ms、TWJ（開關(guān)分閘位置節(jié)點(diǎn)）動(dòng)作相對(duì)時(shí)間3 006 ms，差2.532 s。保護(hù)動(dòng)作過程為，故障發(fā)生，故障電流超過保護(hù)定值，保護(hù)裝置整組啟動(dòng)，過流III段動(dòng)作，動(dòng)作值A(chǔ)相，33.53 A（2 011.8 A），應(yīng)立即跳開3403開關(guān)，但從故障錄波上看，故障電流未消失，故過流I段保護(hù)又動(dòng)作，動(dòng)作值A(chǔ)相，35.11 A（2 106.6 A）。直至1.7 s后，電廠側(cè)熱水甲線3813#開關(guān)跳閘，故障電流消失，3403#開關(guān)過流I段、III段保護(hù)動(dòng)作返回。

從上面數(shù)據(jù)分析，故障電流較大，超過水源變3403#開關(guān)保護(hù)和熱電廠側(cè)熱水甲線3813#開關(guān)保護(hù)的整定值，故障發(fā)生時(shí)，兩側(cè)開關(guān)同時(shí)整組啟動(dòng)。如正常動(dòng)作水源變側(cè)3403#開關(guān)跳閘，熱電廠側(cè)3813#開關(guān)整組啟動(dòng)，熱電廠側(cè)3813#開關(guān)比下級(jí)水源變側(cè)3403#開關(guān)保護(hù)時(shí)限長（有級(jí)差），所以3813#開關(guān)不會(huì)動(dòng)作，在故障電流切除后，熱電廠側(cè)熱水甲線3813#開關(guān)保護(hù)應(yīng)返回。但由于水源變側(cè)3403真空斷路器機(jī)構(gòu)存在缺陷，保護(hù)動(dòng)作“命令”發(fā)出后，開關(guān)未能及時(shí)切斷故障電流，故障電流持續(xù)時(shí)間達(dá)到熱電廠側(cè)熱水甲線開關(guān)保護(hù)的整定時(shí)間。致使本次保護(hù)越級(jí)事故的發(fā)生。

六、結(jié)論

通過這次事故，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地定位出故障點(diǎn)，證明了微機(jī)綜保應(yīng)用的必要性和有效性。