变电所越级跳闸事故分析_secret

辽宁省岫岩满族自治县农电局66kV洋河变电所发生一次越级跳闸的事故，过程如下。

2007年11月8日16:24:03.982，洋河变马卜线保护ABC三相故障，I段过流动作，A相电流89.86A、B相电流89.20A、C相电流72.98A。

16:24:05.161，电容器低电压动作，相电压0.07V、0.00V、0.02V。

16:24:05.071，洋河变马卜线保护重合闸动作，检查断路器在合闸位。

洋河变电所总保护动作，但装置并无显示，具体时间不详。

当时的天气为雷雨天气。

事后，恢复送电一切又正常。

1 问题
对于跳闸的继电保护基本技术要求选择性、速动性、灵敏性和可靠性，要准确快速地切除故障，保证其它用电负荷的正常供电，缩小停电面积，维护电力系统运行的稳定性。

事故的起因为马卜线落雷，继之为该线继电保护装置正确动作，然后是总受电柜断路器动作越级跳闸，造成全变电所停电，扩大了事故范围。

本着“事故三不放过”的原则，必须要找出设备越级跳闸的根本原因。

变电所越级跳的原因，一般为上下级保护配置不适当，二次系统接线存在问题，断路器拒动，重合闸的设置不合理等等，但发生事故的原因只会有一个，可以对所有的现象做出最科学合理的解释。

只有找到原因，隐患才算真正排除。

2 事故原因的分析
洋河变电所安装5000kVA主变压器1台，户外小型化布置，微机综合自动化系统，高频直流电源。

总受电柜及配出口采用三段式电流保护，I段过流保护上下级之间的配合，是通过计算系统故障电流及相关的整定原则确定的。

II、III段过流保护之间的配合，则主要是通过时间梯度来实现的，见表1。

表1 洋河变电所过流保护定值表
为提高配电线路供电可靠性，对配电出口投入一次自动重合闸功能，重合闸动作时间1s。

电容器低电压动作时间为1s，电压限值为85V。

2.1 保护配合的分析
经计算，在最大运行方式下，洋河变电所10kV出口侧三相短路电流为2.42kA。

速断保护动作是正确的。

考虑当时极端情况，加上各配出线的最大电流，其总和也不会超过总受柜II段过流整定值1200A，即使达到1200A，也会因故障电流持续时间达不到0.2s，总受电柜II段过流保护也不会动作，能够排除因过流保护电流配合不当造成跳闸的可能性。

2.2 对总受电柜动作时间的分析
总受电柜何时动作，动作受什么影响，根据记录，可以看出电容器组失压动作时，母线电压为零，电容器组设定在母线失压1s后切除。

能够判定总受电柜在电容器柜断路器动作1s之前已经动作，据此推断总受电柜断路器动作时间大约为16:24:04。

在事件记录库和遥信变位库中，可以清楚地看到断路器动作的时间和相互关系，基本上证明了上述观点。

但在时间上稍有出入。

为了便于比较，这里列举了事件记录库中的内容：
11月08日16:24:04.046，66kV洋河变电所10kV马卜线8310断路器分断。

11月08日16:24:05.125，66kV洋河变电所10kV1#总电柜8202断路器分断。

11月08日16:24:05.118，66kV洋河变电所10kV马卜线8310断路器合。

11月08日16:24:05.217，66kV洋河变电所10kV电容器8308断路器分断。

分析以上记录可以知道：
洋河变1#断路器在10kV马卜线断路器动作，大约80ms后动作，与实际的继电保护定值不符；
电容器柜动作时间在总受电柜断路器跳闸约1s以后；
马卜线重合闸动作时间约在该线路断路器动作1s以后；
总受电断路器动作于马卜线跳闸后重合之前，看不出它的动作受什么因素影响，总受电柜断路器动作原因尚不明确，其它的断路器动作均属正常。

2.3 总受电柜断路器动作未记录的原因
洋河变电所直流电源装设了逆变装置，为控制保护设备提供交流后备电源，即使是全所停电，总受电柜断路器的动作记录，也应该在事项登陆库和保护操作库中记录，不可能在这两个记录库中竟然查不到记录。

要想直观核实是否为总受电断路器保护动作，可以监视主变保护屏上方“保护跳”灯。

“保护跳”灯亮，则表明总受电柜保护动作，反之则不是。

据现场运行人员报告，总受电柜灯亮。

经仔细核实，才知道是主变保护屏上的告警灯亮，至于“保护跳”亮没亮，并不知道，也没有这个概念。

TV断线、控回断线等均是告警灯亮的原因，并不代表总受电柜断路器保护动作。

2.4 线路自动重合闸的相关设置分析
根据我国一些电力系统的运行经验，配电线路实际设定的重合闸动作时间为1s是适合的。

马卜线进行重合时，因为总受电柜断路器已经断开，线路的故障是“瞬时的”还是“永久的”已不重要。

所以，马卜线断路器会保持“合位”不变。

重合闸装置采用投入方式或后加速方式均不重要。

因为总受电断路器保护动作在马卜线重合闸之前，所以可以认定总受电柜断路器动作原因与线路重合闸无关。

该变电所的保护装置为综合自动化装置，每一个单元相互独立，在二次接线上也相互独立，不会相互跨接线。

况且总受电柜断路器与配出线断路器分属两面屏，不会在接线上产生影响。

类似的情况在其它线路上也出现过，所以认定在二次接线上不会出现问题。

3 分析结论
通过上面的分析以及对各种可能性的排除，各种情况似乎表明，在10kV总受电柜上还存在着一个不受综合自动化保护装置控制的保护装置，疑点落在10kV户外断路器上。

该真空断路器为ZW10-12型，即可以装于线路及可以安装于变电所。

在断路器的进线套管上有内置用作保护的套管TA的位置，虽然在提出技术条件时，并没有要求配置TA，但存在误装的可能性。

线路断路器采用的电流互感器变比较小，一般为200/5、400/5或600/5。

套管TA的脱扣电流一般为5A，电流脱扣动作时间，一般设定为0.1s。

无论从动作时间上还是从动作电流上，均与此次事故动作的情况相符。

由于电流脱扣造成的保护动作，在控制保护装置中不会存在事件记录。

但因出现断路器变位，在遥信变位库会有断路器“开”或“合”的记录。

利用停电机会，拆开10kV总受断路器端子箱，看到从断路器本体内孔到箱端子排上的电流线，检查是内置电流互感器的电流线，那是所预想的电流互感器，问题找到了，剩下的问题简单了。

4 关于事故分析
认真做好一次事故的彻底分析，远胜于一百次肤浅的没有结论的调查。

除了真正的意义重视之外，还要注意以下几点：
要尽量收集各方面的资料，对收集来的资料要仔细鉴别，去伪存真。

进行事故分析的人在自行分析的时候，要注意与各专业人员相互配合，集思广益，立足于理论与实践的结合。

在进行事故分析时，不能放过任何一个疑点，逐个排除，不能视是而非，要实事求是。

参考文献
[1] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.中国电力出版社，1991.
[2] 崔家佩，孟庆炎，陈永芳.电力系统继电保护与安全自动装置.
[3] 整合型变电站自动化系统技术使用说明书（通讯、保护、测控分册）.。