6kV变电所快切装置切换失败原因分析及对策

白雪松 李朝岩 李彤 路义龙

摘要：近年来电力系统快切装置随着快切技术的日益成熟得到广泛应用，在发电、石油化工、冶金等对供电系统稳定性要求较高的行业应用更加普遍，本文对一起6kV快切装置切换失败的原因进行了分析，并提出了相应的解决方案，旨在通过本文的论述，对快切装置的应用及保护改进有所借鉴。

关键词：快切装置；切换失败；原因分析

某化工企业2008年进行了线路光纤差动保护以及快切改造，光线差动保护用于进线全线路保护，快切装置用于实现变电所母线失电快速切换备用电源功能，实现在母线失电事故情况下备用电源快速投入，确保供电持续，从而提高供电系统的稳定性。但如果进线保护与快切装置保护的配合不当，将导致快切装置在系统故障时切换失败，使快切装置无法实现快速切换功能，本文对某厂6kV快切装置切换失败的原因进行了分析，并提出了相应的解决方案，

1.事故经过

某厂6kV变电所电力系统运行方式为1#进线、2#进线分段运行，母联开关热备用，每条进线可带全所两段6kV负荷，两条进线各装设南瑞RCS9613CS光纤差动保护装置用于进线保护，母联柜装设南瑞RCS9611CS保护装置，隔离柜装设ABB SUE3000快切保护装置，供电系统图见图1

2012年10月3日该6KV变电所由于电力供电系统出现接地过电压事故，导致2#进线电缆头柜内进线电源电缆A相电缆头的一根引线绝缘击穿，2#进线A相电缆对屏蔽层放电，2#进线纵差保护动作开关跳闸、过流Ⅰ段保护动作，SUE3000快切装置接到2#进线柜过流闭锁信号，未进行切换动作，母联切换失败，2#母线失压。运行人员在查找出事故原因后，将已跳闸的2#进线开关抽出，手动合上母联开关，回复Ⅱ段母线供电。

2事故过程分析

1）进线1以及进线2 A相电流波形分析

如图2，故障发生在波前时间-77ms，在波前时间50ms时，故障电流达到最大，其瞬时值为3348A，方向由母线指向故障电缆，该反馈故障电流经过2.5个周波后，其交流分量衰减完毕，平均周期21.92Hz.

2）母线A及母线B AB相电压分析

如图3，故障发生在波前时间-77ms，经过0.75个周波后故障相电压迅速衰减完毕，衰减后的电压维持在大约300V（有效值）左右，此时的电压波形为非正余弦周期波形，在故障断路器分闸后，该电压值抬升1000V（有效值）左右。

此次事故中由于故障发生在进线柜电缆头处，在故障发生瞬间2#进线柜保护器检测到过电流信号，发出闭锁快切装置信号，同时在2#进线断路器跳闸后，Ⅱ段因所带电动机负荷较大的原因，电动机失电后转子继续转动使电动机处于发电状态，向Ⅱ段母线充电，致使Ⅱ段母线电压抬高。进线综合保护器的过流闭锁信号导致快切装置未动作，未发出分事故进线断路器、合母联断路器的切换指令，导致Ⅱ段母线失压。

光差启动快切的保护功能是在线路电缆发生故障时，通过进线上下级光纤差动保护器的实时通讯功能，瞬间分开馈线侧以及进线侧断路器，同时进线侧断路器发出启动快切装置快速切换命令，合母联断路器开关，达到备用电源带全所负荷的目的。

进线过流闭锁快切装置是为了在故障母线发生过流事故时，进线断路器过流跳闸后，闭锁快切装置合母联开关命令，避免将备用电源切向过流事故段导致事故扩大，而本文的事故中，事故发生在进线柜电缆头处，故障时过电流从母线反馈向故障电缆，其实质过流故障并不是发生在母线上，理论上应启动快切装置的快速切换功能，而进线综合保护器因过电流检测未设定方向性，导致进线综合保护器在检测到过流信号后，向快切装置发出过流闭锁信号，闭锁快切动作，从而导致快切装置切换失败。

3处理措施

针对事故的原因分析，采取如下措施：

1）进线综合保护装置过流设定方向性过流保护，在母线过流信号指向进线电缆侧时，进线综合保护装置的过流信号将不发出快切装置过流闭锁信号，快切装置将根据两段系统电压实时监测数据，依据切换判据选择采用快速切换、首次同相切换、残压切换或延迟切换功能。

2）调整进线综合保护逻辑，在进线差动保护动作与指向电缆侧的过流保护动作同时发生时，闭锁进线综合保护器的过流信号输出给快切装置，同时进线的光差启动快切装置保护功能启动，进线综合保护器向快切装置发出光差启动快切命令，快切装置依据接收到的快速切换命令，启动快速切换功能，切除故障进线开关，同时合上母联开关，备用电源带全所负荷，保证故障母线在进线线路电缆发生事故时，能够快速切除故障，同时保证母线不发生失压事故，确保供电持续平稳。

3）当母线发生过流事故时，如过流指向母线侧，进线综合保护器的过流闭锁信号判据维持不变，指向母线侧的过流保护功能在进线保护器内的保护逻辑维持原始设定，确保母线或馈线回路出现短路故障时，进线综合保护器能够闭锁快切装置动作，避免备用母线切向故障母线而造成全所停电事故。

参考文献

[1]ABB电力自动化集团 sue 3000 产品说明书

[2]变电所线路光差保护配合快切切换改造 張存寿 大氮肥 2014年9月

作者简介：“6kV变电所快切装置切换失败原因分析及对策”主作者白雪松，现任职大庆石化公司化肥厂供电车间主任。

（作者单位：大庆石化公司化肥厂）