一起过流保护越级跳闸事件分析

闻相博

摘要：随着电力系统的飞速发展，电网规模日趋庞大，供电系统网络更加复杂，提高供电系统的安全运行水平尤为重要。继电保护是确保整个电力系统安全稳定运行的重要装置，本文主要阐述过流保护因定值不匹配错误导致越级跳闸事故，通过对整个系统进行分析和检查，找出事故原因并采取相应处理措施。

关键词：过流保护，整定值，越级

1.前言

定时限过电流保护，一般情况下作为主保护又兼作后备保护，其特征是动作电流较小，时限较长。因为动作电流较接近于负荷电流，较易受负荷变动的影响，以致造成误动作。过电流整定应躲开最大负荷电流和负荷自启动，以及与相邻保护有配合，在保证保护足够灵敏度的情况下，适当的提高整定电流，对负荷留有较大的裕度，是比較积极主动的办法。

2.系统运行方式

某厂对电力系统持续供电可靠性要求很高，一旦发生变电所电源中断，可能造成全厂装置生产波动或连锁停车。因此该厂变电所均设置备自投装置，当工作电源失去后，能自动而迅速地将备用电源投入工作。B变电所主要负责向重整装置供电，B变电所电源取自A变电所，共2条馈线（6116/6217）为B变电所提供电源，该变电所共有6kV中压母线共2段，带6/0.4kV配电变压器2台、6kV高压电机5台、0.4kV低压母线共2段，如图1所示。备用电源自投方式为分段断路器备自投，正常情况时，变电所Ⅰ、Ⅱ段进线带各自负荷运行，母线工作在分段状态，隔离开关为工作位，分段断路器为工作位分闸状态，两段母线靠分段断路器取得相互备用。

3.事故现象

15时17分，A变电所后台报警显示及值班人员现场检查发现：A变电所6kV 重整1#馈线6116柜过流保护动作跳闸，B变电所6kV 1#进线0961跳闸，B变电所6kV母联6012自投成功，6kV II段进线0962带6kV I-II段母线运行。

4.保护动作过程

A变电所、B变电所均为单母线分段运行方式，A变电所至B变电所馈出线CT变比：300/1。重整装置准备启动压缩机#1（580kW、额定电流88.3A）。2016年12月7日15时10分，B变电所6kV I段总运行电流约160A左右。

压缩机#1（580kW、88.3A）进行启机操作时，按照设计提供的参考数据，启动电流倍数按照6倍考虑，则启动时B变电所 I段进线电流为IP=529.8+160=689.8A。而B变电所 I段进线保护设定为速断（一次值）1446A，0.6S，过负荷（一次值）186A，6S（告警），对应A变电所馈出重整1#馈线保护设定为速断（一次值）1500A，0.5S，过电流（一次值）450A，0.7S（跳闸）。

所以此时B变电所6kV I段运行电流超过一循A变电所馈出重整1#馈线过流保护定值（一次值）450A且达到0.7S时限，A变电所馈出重整1#馈线过流保护动作跳闸，B变电所6kV母联备自投装置检测到I段进线失压，备自投跳开I段进线，投入6kV母联，B变电所运行方式变为6kV II段带全所负荷运行。

因此15：17分，A变电所后台报警显示及值班人员现场检查发现：A变电所变电所6kV 重整1#馈线6116柜过流保护动作跳闸，B变电所6kV 1#进线0961跳闸，B变电所6kV母联6012自投成功，6kV II段进线0962带6kV I-II段母线运行。

因B变电所备自投时限设置时间1.1S大于电动机低电压保护动作时限0.5S，所以低电压保护动作导致6kV I段母线所带高压电机跳闸;0.4kV I段母线所带低压电机跳闸。

经现场核实发现，A变电所变电所6kV 重整1#馈线6116柜过流保护动作跳闸，综保装置显示过流保护动作，动作电流IA=1.56A、IB=1.55A、IC=1.56A。核实综保实际过流定值为1.5A、0.7S，反算实际压缩机#1（580kW、88.3A）启动电流倍数约为4倍，符合常规标准，因此判定A变电所变电所重整1#馈线继电保护过流保护整定值没有躲过当时重整6kV I段总运行电流，越级造成重整1#馈线过流保护动作继而使得B变电所I段失压备自投，低电压导致电动机跳闸。

5.原因分析

1、直接原因分析：

A变电所重整1#馈线过电流保护整定值偏小。

2、间接原因分析：

（1）没有对该区域上下级继电保护定值进行认真核算（缺少继电保护专责工程师），因而未能及时发现保护存在定值偏小的问题。

（2）新建装置对继电保护整定值未经进行严格核算，单位内部也未进行继电保护审核审批手续。

（3）虽然在2015年、2016年大修期间对保护设备进行了试验，但没有发现上下级保护匹配不合理问题，没有及时消除隐患。

（4）项目交工管理存在缺陷，技术部档案室没有找到项目交工电气试验报告及保护整定书，因而何时、何种方式整定该保护定值没有确切答案。由于送电时，保护试验及传动均由安装单位负责，因而此定值是施工单位错误整定遗留的可能性最大。

6.整改措施

（1）对当前工况和运行负荷进行初步测算：

整定原则：按躲过下级最大容量电动机的起动电流整定。

式中：  为可靠系数; 为起动倍数，无实测值时取7; 为低压侧额定电流; 为下级最大电动机额定电流，88.30A。

根据公式计算得：过流保护定值一次值为834.96A，CT变比：300/1折算成二次值为2.78A。将A变电所重整1#/2#馈线（6116/6217）过流保护整定值由1.5A、0.7S调整至2.78A、1S。

（2）根据备自投装置动作的原理，要确保备自投可靠动作，必须满足备自投充电条件，待装置充电完成后，满足动作条件，又不满足闭锁条件，此时正确动作。因此只要不满足充电条件或满足闭锁条件就会使备自投装置闭锁。实现闭锁功能一般有两种方式，一种是引入外部开入量实现闭锁，另一种是检查电压、电流等模拟量实现内部闭锁。

而B变电所备自投装置过流闭锁是第一种，通过1#/2#进线过流保护动作节点引入备自投装置开入量进行闭锁。为了防止B变电所一段母线故障时备自投装置动作而导致故障扩大，应保留B变电所进线过流保护定值。经工程师讨论：将B变电所1#/2#进线过流保护定值调整至2.78A、0.7s，且只作为有流闭锁备自投条件，不做跳闸功能使用。

（3）通过全厂继电保护核算项目对全厂保护定值进行再次的确认和梳理，查找和解决存在的定值匹配问题，调整保护功能。保证全厂设备正常的、安全有效的运行，避免因电力故障影响生产。

7.结语

改革开放以来，中国市场经济得到快速的发展，经济建设取得了举世瞩目的成就。随着工业科技的发展，电力系统容量日益增大，范围越来越广，在此形势下，电力系统中的继电保护问题显得尤为重要。继电保护可以在最小的区域、最短的时间内自动切除故障设备，同时向后台监控发送报警信息，及时发现和处理故障，有效防止系统和设备的损坏以及事故的扩大。所以，继电保护装置切除故障或异常时，系统将呈现何种工况、在失去稳定时将出现何种特征、如何快速恢复系统正常运行，成为了安全生产的重大课题。