開關分閘延時引起的保護越級跳閘事故分析

鶴崗誠基水電熱力公司供電車間 馮鶴彬

近期，某35 kV輸電線路在開關保護動作后，由于開關分閘延時較長，引起了保護越級動作事故。由于現(xiàn)場伐樹不當，造成北山線152#桿處35 kV 輸電線路相間短路，水源變3403#開關跳閘速度變慢，造成熱水甲線越級跳閘。

一、運行方式

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#北山線開關帶北山庫變負荷。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

當日上午8：19時，水源變35 kV北山線3403#保護裝置限時速斷、過流保護動作跳閘，北山變電源中斷。8：19同一時間，熱電廠側熱水甲線3813#開關過流保護動作跳閘，水源變中斷電源。

三、相關開關保護定值及保護動作信息

1.故障發(fā)生時，水源變北山線3403#開關、熱電廠側熱水甲線3813#開關保護裝置保護定值。

（1）水源變北山線3403#開關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）熱電廠側熱水甲線3813#開關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.相關裝置故障記錄。水源變北山線3403#開關保護裝置：

8:19:01:002時整組啟動（相對時間00 ms）；

8:19:01:469 時過流III 段動作，動作值A 相，33.53 A（2 011.8 A）（相對時間467 ms）；

8:19:01:476時3403#HWJ，1→0（相對時間474 ms）；

8:19:02:210 時過流I 段動作，動作值A 相，35.11 A（2 106.6 A）（相對時間1 208 ms）；

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

熱電廠側熱水甲線3813#開關保護裝置（時間為裝置記錄時間，與水源變側時間不一致）。

8:12:53:525時整組啟動（相對時間00 ms）；

8:12:55:129時過流II段動作，動作值C相，22.53A（1 802.4 A）（相對時間1 604 ms）；

8:12:55:136時3813#HWJ，1→0（相對時間1 611 ms）；

8:12:55:184時3813#TWJ，0→1（相對時間1 659 ms）。

四、現(xiàn)場處理及相關信息解讀

收到故障跳閘信息后，相關專業(yè)人員到達水源變現(xiàn)場，查看保護裝置記錄及后臺機記錄，記錄如上。聯(lián)系好停電措施后，對3403#和3813#開關的繼電保護裝置進行檢查，并進行模擬故障電流整組試驗，保護裝置反應故障信息、保護動作均正常，排除因繼電保護裝置拒動或誤動造成越級跳閘的原因。

對故障記錄情況解讀，發(fā)現(xiàn)3403HWJ（開關合位節(jié)點）和TWJ（開關跳位節(jié)點）動作間隔過長，初步懷疑可能是35 kV真空斷路器分閘延時過長。變電所利用微機綜保裝置錄波功能，對3403#開關的故障錄波信息進行查看分析，表明因3403#開關動作慢，造成保護越級跳閘。最后對開關進行檢查，確定開關機構問題。

五、故障分析及原因查找

通過保護裝置記錄及現(xiàn)場故障錄波查看，3403#開關故障時A 相短路電流持續(xù)時間約為1.7 s，從3403#開關保護啟動HWJ（開關合閘位置節(jié)點）動作相對時間474 ms、TWJ（開關分閘位置節(jié)點）動作相對時間3 006 ms，差2.532 s。保護動作過程為，故障發(fā)生，故障電流超過保護定值，保護裝置整組啟動，過流III段動作，動作值A相，33.53 A（2 011.8 A），應立即跳開3403開關，但從故障錄波上看，故障電流未消失，故過流I段保護又動作，動作值A相，35.11 A（2 106.6 A）。直至1.7 s后，電廠側熱水甲線3813#開關跳閘，故障電流消失，3403#開關過流I段、III段保護動作返回。

從上面數(shù)據(jù)分析，故障電流較大，超過水源變3403#開關保護和熱電廠側熱水甲線3813#開關保護的整定值，故障發(fā)生時，兩側開關同時整組啟動。如正常動作水源變側3403#開關跳閘，熱電廠側3813#開關整組啟動，熱電廠側3813#開關比下級水源變側3403#開關保護時限長（有級差），所以3813#開關不會動作，在故障電流切除后，熱電廠側熱水甲線3813#開關保護應返回。但由于水源變側3403真空斷路器機構存在缺陷，保護動作“命令”發(fā)出后，開關未能及時切斷故障電流，故障電流持續(xù)時間達到熱電廠側熱水甲線開關保護的整定時間。致使本次保護越級事故的發(fā)生。

六、結論

通過這次事故，能夠及時、準確、有效地定位出故障點，證明了微機綜保應用的必要性和有效性。