一起10kV出線保護跳閘分析與探討

張自偉，李加慶,夏偉偉

(連云港供電公司，江蘇 連云港 222004)

在10kV配電網絡中，短路故障是常見故障。電力調度員與變電運行維護人員若能正確分析配網短路故障原因，理順保護動作行為，可快速判斷故障類型，確認一、二次設備運行狀況，加快恢復送電速度，提高系統安全運行與設備健康穩定水平，確保供電可靠性[1，2]。因此，相關的分析探討具有相當重要的現實意義。

1 故障現象

2012年2月3日18:00左右，110kV甲變電站10kV I段母線出線賈南113開關出現連續兩次保護跳閘動作行為，但第一次開關重合成功，第二次開關未重合，賈南113線路跳閘失電。當時甲變電站運方為：10kV部分為單母分段接線方式，2臺主變分列運行。

2 故障分析判斷

2.1 故障初步判斷

110kV甲變電站為運行維護班基地站。因此，賈南113線路故障跳閘后，運行維護人員迅速反應，按照配調要求，將10kV賈南113線改為線路檢修。賈南113開關由于短路故障跳閘時，運行維護人員處于現場，根據基地站照明變化情況，初步認為：賈南113線路前后兩次短路故障跳閘間隔時間較短。賈南113開關第一次保護跳閘分開，待開關重合后，第二次短路故障緊隨發生，賈南113開關線路保護重合閘充電尚未完成，10kV賈南113開關保護動作跳閘分開，開關不重合。

2.2 保護動作行為

事件發生后，運行維護人員立即調閱10kV賈南113開關保護動作信息，并向調度匯報。抄錄的賈南113開關2012年2月3日保護動作行為如下：

18:00:54:905保護啟動

18:00:55:193 A相、C相電流59.32 A（一次電流9491 A），過流 I段動作

18:00:56:300重合閘動作

18:01:21:490保護啟動

18:01:21:640 A相、C相電流59.59 A（一次電流9534 A），過流 I段動作

由賈南113開關保護動作信息可知：賈南113線路前后兩次短路故障故障電流接近10 kA，應為賈南113出線近區故障；且前后兩次保護動作時間間隔超過20 s，保護第二次動作將賈南113開關跳開后，線路保護重合閘具備充足時間完成充電，賈南113開關第二次跳閘分開后也應進行一次重合閘動作行為。因此，賈南113開關兩次過流I段保護動作間隔時間并不短，賈南113開關第二次分閘后未重合的原因尚需研究。

運行維護人員進行再判斷：賈南113開關第一次分開，待重合成功后，賈南113開關彈簧儲能時間較長，導致重合閘充電時間未到達15 s，第二次短路故障跳閘行為就已發生，致使賈南113開關第二次分開后未能重合。

2.3 開關儲能順序

為驗證推測，運行維護人員迅速調閱了賈南113開關測控保護裝置的變位信息，抄錄數據如下：

18:00:55:209 TWJ 0→1（賈南113開關第一次過流保護動作分閘）

18:00:56:300 重合閘動作0→1（賈南113開關分閘后，重合閘動作出口）

18:00:56:405 TWJ 1→0（重合閘出口后，賈南113開關合閘成功）

18:00:56:467 彈簧未儲能0→1（賈南113開關開關彈簧未儲能信號打出）

18:01:01:361 彈簧未儲能1→0（賈南113開關開關合閘后，彈簧儲能成功）

由以上信息判斷：賈南113開關重合成功約5 s后，開關儲能結束；此時刻與賈南113開關第二次過流I段保護動作時間，間隔相距達到20 s。若賈南113開關重合閘充電條件滿足，則賈南113開關重合閘在第二次過流I段保護動作時應能充電成功，實現第二次重合閘動作。因此，一定是其他條件閉鎖了賈南113開關重合閘充電。

3 保護整定探究

3.1 保護總體功能介紹

運行維護人員查閱資料，賈南113開關間隔配置了南京南瑞繼保公司的RCS-9611A型饋線保護測控裝置。該保護主要功能有：（1）三段定時限過流保護；（2）三段零序過流保護/小電流接地選線；（3）三相一次重合閘（檢無壓或不檢）；（4）過負荷保護；（5）過流/零序后加速保護；（6）低周減載保護；（7）獨立的操作回路及故障錄波。

3.2 加速段保護

RCS-9611A型保護配置了獨立的加速段保護，可通過控制字選擇采用合閘前加速還是合閘后加速，合閘后加速保護包括手合于故障加速跳與自動重合于故障加速跳。可選擇使用過流加速段和零序加速段，該保護開放時間為3 s。

3.3 重合閘邏輯

RCS-9611A型保護重合閘啟動方式有2種：不對應啟動和保護啟動。重合閘必須在充電完成后投入，線路必須在充電完成后投入，線路在正常運行狀態（KKJ=1，TWJ=0），無外部閉鎖重合信號，經 15 s充電完成。

該型號保護重合閘閉鎖信號有：（1）手跳（KKJ=0）；（2）低周動作；（3）外部端子閉鎖輸入；（4）遙控跳閘；（5）控制回路斷線；（6）彈簧未儲能接點輸入；（7）過負荷閉鎖[3]。其重合閘與過負荷邏輯框圖如圖1所示。

圖1 RCS-9611A重合閘及過負荷邏輯框圖

圖 1 中，Igfhzd為過負荷整定值，LA，LB，LC則為A，B，C三相電流與判無流閾值的邏輯比較輸出值（電流大于判無流閾值則輸出1，電流小于判無流閾值則輸出0）。

4 原因詳解

4.1 短路故障地點

運行維護人員積極與配電人員溝通核實，最終配電工區巡線確認10kV賈南113線路故障點在近區：10kV賈南113出線1號桿刀閘上、下引線各燒斷一相，刀閘損壞無法操作；這與運行維護人員對賈南113線路故障點判斷完全吻合。

4.2 加速段保護未動作

運行維護人員調閱賈南113開關保護定值單，10kV賈南113過流加速時間僅為0.2 s，而10kV賈南113開關第二次過流保護動作距賈南113開關重合時間達20 s之多，且賈南113開關保護動作信息也無過流加速段動作信息。

因此，賈南113開關第二次過流I段保護動作，并非過流加速段保護動作；賈南113開關第二次分閘未重合另有其他原因。

4.3 過負荷閉鎖重合閘充電

據監控反應，賈南113開關重合成功后至第二次分閘前，賈南113線路電流有反復波動，且波動較大，最大值接近700 A。考慮到賈南113線出線1號桿刀閘上、下引線燒毀現象，賈南113開關第一次分閘后，雖然賈南113開關重合成功，但故障點仍然存在，且絕緣已破壞，電流波動應為賈南113開關重合后故障點放電閃絡所致。

而10kV賈南113開關過負荷保護定值為571/3.57 A，但未整定過負荷保護投跳閘。賈南113開關重合后，故障點放電閃絡電流已達到過負荷定值。由圖1可知，當過負荷（GFH）滿足條件時，會對重合閘充電發閉鎖信號，使重合閘不能及時充電完成。而賈南113出線1號桿處故障點為永久性故障，反復的放電閃絡，最終導致在賈南113開關第二次過流I段保護動作時，賈南113開關重合閘仍未充電成功。

10kV賈南113開關過流I段保護第二次動作將賈南113開關跳開后，重合閘未動作，也避免了賈南113開關再次合閘于故障點，造成了對設備的更大損壞。而通過對以上保護動作行為的分析與總結，明確了賈南113開關保護為正確動作，證實一、二次設備安全運行狀況，使得賈南113出線1號桿處故障點在處理結束后，能夠快速恢復對賈南113線路的供電。

5 結束語

針對一條10kV出線連續兩次短路故障及重合閘出口動作的特點，發掘保護動作行為原因，揭示類似事件處理規律，明確相關一、二次設備運行狀況。相關分析與探討為運行維護人員提供了很好參考，有利于加快事故的迅速處理，提高設備安全運行及供電可靠性。

[1]張保會，尹項根.電力系統繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2]張全元.變電運行現場技術問答[M].北京：中國電力出版社，2009.