降低变电站越级跳闸故障的攻关实践

江荣有

（江西铜业集团公司 德兴铜矿，江西 德兴 334224）

降低变电站越级跳闸故障的攻关实践

江荣有

（江西铜业集团公司 德兴铜矿，江西 德兴 334224）

介绍了德兴铜矿动力厂变电站多次发生的越级跳闸故障，并对故障情况进行分析，寻找解决越级故障跳闸次数高的原因，从变电站发生的各种越级故障找出最主要的影响因素，并对此因素进行攻关，在变电站实施攻关措施，并在各变电站加以应用，有效地解决变电站越级故障跳闸次数多的问题，预防和杜绝越级跳闸现象，降低变电站越级跳闸次数，保障变电站安全稳定运行。

越级跳闸；故障；影响因素；攻关；继电保护；调试

1 引言

德兴铜矿动力厂的13座变电站担负着全矿的生产、生活用电。由于矿各用电单位的电气管理相对独立，变电站的高压出线开关与各用电单位进线开关保护的配合无层级要求，加上两者间沟通不足，因此，发生故障时，用户级电气设备不能及时切除故障，从而导致变电站开关越级跳闸。

2009-2013年间变电站均有越级跳闸事故的发生。虽不是每次都造成严重后果，可一旦发生势必会造成大面积停电、设备损坏等后果。2013年发生的两起设备事故造成大山厂停电7h，给生产带来重大的影响，在其调查原因中均存在电气设备继电保护配置不合理及上下级保护定值严重失配的问题［1］。因此需了解掌握造成越级跳闸的各种因素，预防和杜绝越级跳闸现象，降低变电站越级跳闸次数，保障电力安全稳定运行。

越级跳闸定义： 一次设备发生短路或其他各种故障时，由于断路器拒动、保护拒动或保护整定值不匹配，造成上级开关跳闸，本级开关不动作，使停电范围扩大，故障的影响扩大［2］。

2 变电站运行中的越级跳闸故障现状及原因分析

2.1 变电站越级跳闸故障现状

表1为变电站在2009-2013年越级跳闸故障次数统计表。

从表1看出来2009-2013年每年越级跳闸故障次数逐年上升，已严重影响到矿山二级单位生产供电安全稳定运行。

表1 2009至2013年越级跳闸次数统计表

越级跳闸故障查找流程图见图1：通过流程图可以看出，处理越级跳闸事故停电时间将达4h，长时间停电势必影响生产供电。

图1 变电站越级跳闸故障查找流程图

2.2 原因分析

为了找到问题所在，对多年造成变电站越级故障次数高的原因加于分析，并对造成的故障种类进行了分析。

（1）一是变电站近几年改造增多，及二级单位负荷变化，而供电部门又没有和用电单位及时沟通，从而导致整定值不匹配［3］。二是计算方法不同造成（根据计算公式计算，计算软件计算，等）存在一定的误差。近几年变电站与二级单位负荷变化很大，而保护整定值还是沿用2009年的数据，造成越级跳闸次数扩大。从而造成保护整定值计算有误差。

（2）已整定好的数值因为装置本身灵敏性下降，负荷变化等多种因素发生变化，而这些变化是潜移默化的，从而发生继电保护定值漂移，这就需要继电保护人员随时监控并整定［4］。

表2 变电站及二级单位主要改造情况表

3 技术方案和措施

3.1 负荷重新计算整定值，并用计算软件对比数据，调试现场继电设备

继电保护装置属于二次系统，它是电力系统中的一个重要组成部分，它对电力系统安全稳定运行起着极为重要的作用，没有继电保护的电力系统是不能运行的［5］。继电保护要达到及时切除故障，保证电力系统安全稳定运行的目的，需要进行多方面的工作，包括设计、制造、安装、整定计算、调试、运行维护等，继电保护整定计算是其中极其重要的一项工作。以下以富环线整定值计算来为例：

大山变电站富环线312、321线至富家坞变电站（图2），线路导线型号为LGJ-150，长度为8.252km，富家坞变电站35kV母线等值阻抗（基准容量100MVA）：大方式X* max=0.41717，小方式X*min=0.67327，富环线断路器装设微机线路保护1套（三段式电流保护），富环线断路器电流互感器变比为300/5，现重新整定富环线路保护定值。

图2 35kV变电站一次图

图3 35kV线路阻抗图

（1）短路电流计算：

由图3知，系统阻抗标么值

X*max=0.41717，X*min=0.67327

① 线路阻抗标么值为：

② 变压器阻抗标么值为：

（2）富环线312、321线断路器保护定值整定。

① 瞬时电流速断保护整定。

整定原则：按躲本线路末端母线故障整定。

折算至二次侧为：

瞬时电流速断保护范围一般在85%之内，所以结果满足保护范围要求。

②延时电流速断保护整定。

整定原则：按富家坞变电站6kV母线整定。

折算至二次侧为：

灵敏度校验：

按整定灵敏度要求，延时电流速断保护时间在0～1s内满足灵敏度要求。

动作时间整定为：t=0+0.3=0.3（s）。

③过电流保护整定：

整定原则：按躲本线路最大负荷电流整定（LGJ-150 载流量建议值为365A，按CT变比300/5，取最大负荷电流240A）。

折算至二次侧为：

灵敏度效验：

满足灵敏度要求。

其他线路依此为例计算出球磨线、中细线、东破线、下太线等线路的保护定值，满足了国家电网继电保护整定要求。

3.2 每季校准一次保护定值

（1）对厂所属的各变电站的继电保护定值进行现场逐个核对、收集、归档，进行计算和论证，对不合理的定值及保护配置进行了重新配置和重新整定［6］。建立电子档案，方便对继电保护定值的动态管理。同时完成2#回水变电站及冷坑、富家坞部分新投运线路的保护整定计算及保护调试工作。

（2）针对继电保护上下级设备的合理配合问题同大山厂、泗洲厂以及精尾厂等单位进行现场继电保护定值的核对，以及互相交换意见，将不合理的保护定值经过双方协商论证进行修改，并进行试验调试。

4 改进效果和经济效益

4.1 改进效果

重新计算整定值后，继电整定值已全部符合要求：满足了6～35kV电网继电保护的选择性、灵敏性和速动性的要求；经测试检查均达到了技术要求。

经过定时校验数据，整定值符合了：（1）主变电站电网服从供电局主变电网的继电保护；（2）二级单位电网服从主变电站电网的继电保护；（3）继电保护值漂移问题自行消化；（4）保证了重要用户的供电。经过随时跟踪校正定值，变电站没有发现越级跳闸现象［2］。

表3为全矿13座变电站11条线路在改造后的2014年5-10月6个月越级跳闸故障情况。

在效果检查期间，变电站主要线路越级跳闸次数6个月降为12次，月平均越级跳闸次数2次/月，比改造前的月平均次数低。

表3 2014年5-10月越级跳闸次数统计表

4.2 效益

（1）减少了设备故障率，大大减轻了检修人员的劳动强度。

（2）提高了电气设备运行的可靠性，确保铜矿生产安全稳定进行。

（3）提升了厂内各方面人才自身素质。

5 结束语

通过对变电站越级跳闸故障攻关处理，取得了良好的效果，为变电站安全稳定运行提供了保障，既提高了运行时间，又降低了维修成本。为设备平稳运行、成本节约、安全生产作出了贡献。

攻关改造后，把“继电保护整定值”与“整定计算公式”“每季校准一次保护定值”等技术资料与规程收集、整理，归档保存，并推广使用。对继电保护人员重新进行培训。要求变电站值班人员加强巡视，并把巡视记录并入变电站管理日志。

在生产过程中还会碰到少数越级跳闸现象，这就需要变电站运行人员加强巡视，加强工作责任心，技术人员提高分析问题的能力，及时发现问题，解决问题，力争把变电站越级跳闸现象降到最低。

［1］吕振国， 陈鑫鑫.变电站越级跳闸原因及解决措施［J］.中国电子商务， 2013（12）：1-5.

［2］罗飞龙.浅析凡洞变电站越级跳闸的原因及改进方法［J］.大宝山科技， 2000（10）：10-20.

［3］梁沛然.基于智能变电站防越级跳闸软件设计［J］.煤炭技术，2013（9）：8-13.

［4］张相成.变电所越级跳闸事故［J］.农村电气化， 2008（3）：16-25.

［5］王继洲.多种因素引起变电所越级跳闸的原因解析［J］.中国化工贸易， 2013（2）：13-28.

［6］蔡思敏.110kV变电站线路保护越级跳闸事故的分析［J］.中国高新技术企业， 2014（1）：10-15.

Research Practice of Substation Tripping Fault

JIANG Rong-You
（Dexing Copper Mine， Jiangxi Copper Corporation， Dexing 334224， Jiangxi， China）

this paper introduced several power plant substation tripping fault in Dexing copper mine， and analyzed the tripping fault， the main failure factors were found during tripping fault happening.Through research on these factors of substation tripping fault， the solution was realized and applied in substation plants which efficiently decreased the numbers of substation tripping faults.The phenomenon of tripping fault was prevented and stopped， the stable safety operation of substation plants was ensured.

tripping；fault；influencing factors；research；relay protection；debugging

TM63

A

1009-3842（2015）06-0061-05

2015-06-03

江荣有（1963-），男，江西广丰人，从事电气技术工作。E-mail： 1244980044@qq.com