《电工技术》期刊精选——10kV系统故障保护越级跳闸原因分析

10kV系统故障保护越级跳闸原因分析

    徐青龙，屠旻，周文华

    （苏州供电公司检修公司常熟分公司，江苏常熟215500）

    [摘要] 针对一起10kV系统故障保护越级跳闸事故，根据事故前运行方式、开关继电保护故障录波图及开关检修试验数据，分析故障成因，最终得出真空包软击穿是导致主变高后备开关越级跳闸的原因。

    关键词 真空包 越级跳闸 继电保护

    0引言

    随着电子技术的发展，继电保护装置已从电磁式发展为现在现场普遍运用的微机型，这使得电网安全运行的鲁棒性越来越高[1]。但是，对于电网的安全稳定运行，一次设备工作的可靠性同样重要。本文就一起越级跳闸案例进行分析，通过相关波形和试验数据查出故障原因。

    1事故描述

    某日3点46分，某110kV变电站124安定线速切保护动作跳开该出线开关，2s后重合闸。因该出线故障未消失，故后加速保护动作再次跳开124出线开关。约3.3s后，#2主变过流II段保护动作，跳开1738开关，#2主变失压。

    2事故前系统运行接线

    图1系统故障前运行接线

    该变电站10kV母线主接线为单母线分段形式，正常运行时，分段开关100热备用，两台主变分别带两段母线运行，124安定线接于II段母线。124出线开关为真空开关，ZN28E-12型，弹簧操动机构，额定电压为12kV，额定电流为1250A，额定开断电流为25kA。

    3原因分析

    124出线为架空线路，首次故障时，保护动作跳开该出线开关，2s后重合闸。由于故障在这期间未消失，因此保护动作再次跳开124出线开关。此时124开关虽在分位，但某种原因导致该出线仍有故障电流通过。主变102开关因低后备保护未出口而拒动，最终，主变高后备保护出口跳开1738开关和102开关，导致#2主变失压。

    3.1102开关拒动原因分析

    102开关和1738开关的主要定值数据见表1

    表1相关开关定值单

    由表1可知，在整定电流达到启动值后1.1s先跳102开关，到1.4s再跳1738开关，时间配合没有问题；但102开关动作的前提条件还包括复合电压闭锁出口开放，而1738开关动作没有这个前提条件。调取高后备和124开关继电保护故障录波图，如图2、图3所示。

    图2高后备保护故障录波图

    图3124保护故障录波图

    由图2、图3可知，短路故障电流已超过过流保护启动值，那么102开关拒动只能是复合电压闭锁出口没有开放导致。图3后半部分显示，短路故障已发展为三相短路故障，而对称短路故障中是不含负序分量的。因此，复合电压(负序电压)闭锁出口不会开放；同时，三相短路点距变电站较远，母线电压降低不大，达不到复合电压闭锁低电压定值。综上知，102开关不动是正确的。

    按定值单对102开关保护装置进行校验，均无误。查阅故障记录，低后备故障电流Ia=9.35A，Ib=9.53A，Ic=8.22A，UL≈80V。这说明，102开关未动的原因是复压闭锁信号未能开放。

    3.2124出线故障电流未断的原因分析

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