一起10kv線路保護越級跳閘事故分析

摘 要：文章對一起發生永久性故障后10kv線路保護拒動而引起10kv主變開關越級跳閘的事故進行了分析，對導致越級跳閘的起因、經過以及現場進行的事故分析處理過程做出較詳細的闡述，并針對本次事故的分析及時提出現場作業過程中的反事故措施與注意事項。

關鍵詞：越級跳閘；保護拒動；采樣異常

引言

隨著電力技術的進步，變電站一、二次設備有了飛躍式發展，這使得電網安全性越來越高。但是，隨著繼電保護裝置從電磁式發展為現在普遍運用的微機型，其結構、邏輯、工藝的復雜性卻越來越高，而繼電保護設備工作的可靠性始終是其重中之重。文章就一起越級跳閘案例進行分析，通過相關波形和數據查出故障原因。

1 事故描述

某日110kv常昆變線路動作情況：17時46分30秒123環立線速切動作成功跳開123出線開關，46分32秒發重合閘動作、過流Ⅰ段動作，12秒后保護返回；主變動作情況：46分33秒后#2主變復合過流Ⅰ、Ⅱ段動作，102#2主變開關跳開，10kvⅡ段母線失電，1秒后保護返回。接報后不久，值班員檢查現場設備完好。

2 事故調查和疑問

事故發生后，運行和繼保人員共同對保護動作情況進行了查閱和討論，力求查明#2主變低后備越級跳閘的原因，經過對123線路保護故障信息以及#2主變低后備保護故障信息的分析，找出了2個疑問點：（1）線路保護動作過程分析認為動作基本正確，為線路故障重合不成再跳閘，但疑問是保護返回時間較長達12秒鐘。（2）從保護動作過程看，主變后備保護動作時，123線路保護已經第二次發出跳閘命令，為什么102#2主變開關仍然跳閘。

調取123環立線和#2主變低后備保護的故障波形圖后，發現2份波形圖在故障電流存在的持續時間以及故障電流的幅值上存在不一致的情況。針對這一情況，同時又調取了#2主變高后備保護啟動波形圖：

一并進行分析，發現3張波形圖有以下2個方面存在疑問：（1）123環立線保護波形圖中電流波形變化同保護動作開關量達成一致即明確的顯示出線路出現故障，保護動作，跳開開關，故障電流消失，開關重合后，故障電流再次出現，保護再跳后，故障電流再次消失，但是波形圖中電壓卻是在故障出現后即出現對應的下降，直至開關重合不成再跳后仍然是故障時的電壓值，期間一直沒有變化。（2）主變高后備以及低后備的波形圖波形反映基本一致，即在故障出現后即出現故障電流，在123開關跳閘切除故障后，主變后備保護中仍然有故障電流，且故障電流基本仍為原來的值，期間從兩相故障演化成為三相故障，最終到主變低后備動作后，故障電流才消失，電壓的變化同電流保持一致，從出現故障后電壓降低，期間一致未恢復，直至主變保護動作跳開102開關。

綜上所述，從3張波形圖來看，主變低后備保護動作啟動肯定和123環立線線路有關，但其最終動作出口卻又和123環立線找不到直接聯系。

3 事故原因分析

根據這一結果，再次對10kvⅡ段上的所有間隔的保護裝置進行了全方位的檢查，結果發現124在線路檢修狀態時，后臺機及調度端仍然顯示有57.8A電流，且電流值一直不變化，查閱該電流變化曲線，發現電流值已多日不刷新，一直保持在57.8A的值上，該裝置可能存在死機或采樣異常的問題，經詢問監控該裝置未有任何自檢異常信號發出。由此可推斷：因124和123為同桿架設的線路，如果線路上的故障點為123和124兩條線路之間發生相間短路，123正確跳開，但124由于保護問題出現拒動的話，即能完美解釋上述波形圖上的各個疑問。根據這一思路，現場立即對124保護進行檢查試驗，試驗結果發現，裝置加入電流后，其采樣回路不能正確顯示所加的電流值，進行傳動試驗，在加入故障電流后，保護不能正常啟動并出口，重啟裝置后，采樣回路恢復正常，保護其他出口回路及遙信、遙控回路均正常。經詢問廠家，確認此問題可能是保護硬件存在一定缺陷，采樣回路出現異常后，裝置無法將此異常報警。至此常昆變#2主變低后備保護越級跳閘的事故原因基本查明，即故障起因為123和124之間發生相間短路，最終擴展為三相短路，故障發生后，123保護和#2主變保護均正確啟動，其中123保護正確動作跳開開關，但由于124保護采樣回路出現問題，保護拒動，線路故障沒有完全被切除，因此主變保護在123開關跳閘后，仍然在啟動狀態，直至最終主變低后備保護動作并出口，期間由于124線路故障一直未被切除，所以10kvⅡ段母線三相電壓一直保持在故障時的電壓值。

4 存在問題與防范措施

雖然123和124同桿架設線路之間發生相間故障是本次事故發生的直接原因。但124保護裝置因采樣回路存在邏輯錯誤問題，是導致在故障發生后，保護拒動且無任何信息發出是#2主變低后備保護動作，擴大停電范圍的根本原因。

其關鍵在于124保護異常后，裝置無任何異常告警信號發出，導致監控人員無法在短時間內掌握保護實際的運行工況是否正常。因此建議廠家設置保護裝置采樣回路出現異常時有相關的判斷邏輯條件進行判斷，并能啟動相應的告警信號示警。運維人員日常巡視應注意檢查和及時恢復保護的一些告警信號，并檢查保護數據是否實時刷新，防止因告警信號未復歸或裝置邏輯錯誤而導致保護處于非正常工作狀態。

參考文獻

[1]國家電力調度通信中心.電力系統繼電保護典型故障分析[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2]張保會，尹項根.電力系統繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3]國家電力調度通信中心.繼電保護培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2009.

作者簡介：李嶄然（1985-），男，江蘇蘇州人，助理工程師，從事變電運維工作。