探討高壓電機故障時越級跳閘的解決方法

姜社光

（廣東南方堿業股份有限公司，廣東 廣州 510760）

1 我司的供電狀況

我司的電力系統有四臺主變（型號為S11－8000／10／6KV，由于各種原因，進線電壓為10kV），4＃主變單獨運行，現在主供鹽硝與白泥兩個工段的用電，1＃、2＃、3＃主變并列運行供重堿、煅燒、石灰、電站、循環水等工段的用電。一次系統圖簡化圖大致如圖1。

圖1 一次系統圖

2 越級跳閘的原因分析

2012年12月24日上午9點多我司發生一起由于高壓電機（2＃鍋爐引風機）故障而引起相應的1＃、2＃、3＃主變的斷路器跳閘，使公司生產處于停產狀態，對生產造成了很大的影響。這種事故在我們電氣專業來說就是電氣越級跳閘。

我司這次越級跳閘事故動作的是速斷跳閘，并且故障電機與主變都是速斷且同時跳閘。

通過我們的計算，1＃、2＃、3＃主變并聯供電的地方，在高壓電機接線端子處三相和二相短路由外系統提供的短路電流約為11.25kA和9.74kA（各電機由于電纜長短和電機大小有點區別，這是2＃引風機的數據），那么平均分到每臺變壓器的短路電流為3.75kA和3.25kA，這次2＃引風機是二相短路，我們1＃、3＃主變的綜保上測得的短路電流為3.1kA左右，這次跳閘的短路電流與我們計算二相短路電流大至相同。

我們電機保護整定值為速斷保護為500A左右，都遠小于上面的短路電流值，實際上電機保護也都已經動作并斷路器也即時跳開。

我們現在主變保護都是微機綜合保護器，整定值由電力局提供，與短路電流相關的有速斷保護：動作值是一次電流為3kA，動作時間為0s；過流保護：動作值為一次電流為1.8kA，動作時間為0.3 s。根據這整定值與實際的短路電流比較，電機接線端子短路，肯定會引起主變速斷跳。

因此根據我們上述分析，現在這種狀況，各高壓電機短路引起主變跳是正常，并且如果不改變整定值，以后碰到電機接線端子短路仍可能引起主變速斷跳閘，也就是說這種越級跳閘現象還會發生。

繼電保護應滿足速動性、選擇性、可靠性、靈敏性四項基本要求，但要真正100%滿足這四項要求很難做到，國家性的電網都時有越級跳閘現象發生，防止電力系統越級跳閘目前來說有下列方法，第一種就是一級一級的電流整定值加大，但這種方法只能適應于二級之間的短路電流相差有足夠大，因為繼電保護中的速斷保護計算是根據最大運行方式下的短路電流和最少運行方式下的短路電流等各種因素綜合而來的；第二種方法就是一級一級加延時，這就對速動性多多少少會造成影響；第三種就是上述兩種方法的綜合利用。

3 解決方法

怎么樣來防止越級跳閘的發生，使電機發生故障時，只跳電機本身的開關，而不跳主變，只有當電機本身的開關及控制保護回路有問題沒跳時，主變的開關才做為后備保護跳。我們除了加強設備維護外，還可以通過以下兩種方法使這種越級跳閘不發生或者少發生。

1）找繼電保護整定值計算的更加專業人員，重新計算保護整定值，看能否做到把主變的速斷整定值調大，躲過電機短路的短路電流，利用過流保護做電機短路的后備保護。但是由于高壓電機離我們的6kV高壓配電室距離近，電機端子處的短路電流與6kV母線處的短路電流相差不是很大，要做到這點有點困難。我們實際計算的短路電流值如下，最小運行方式下，三相短路電流為6.78kA，二相短路電流為5.87kA，根據這計算值，要考慮靈敏度校驗等因素時，把主變的速斷整定值再加大很多也比較困難。

2）利用現有的速斷電流整定值，在主變的速斷保護上加一定延時，就延時0.1～0.2s，讓電機本身的斷路器先保護動作，而主變躲過時間不動作，主變速斷作為電機短路的后備保護。這方法最簡單并且也有效，但當6kV母線發生短路時速動性就要差點。

我們現在的做法是把主變速斷動作加延時0.1 s，根據我們把主變整定值速斷加延時后的運行情況來看，這段時間內沒有再發生由于高壓電機燒毀而引起主變越級跳閘的現象，2014年4月3日我們的1＃鍋爐引風機燒毀就沒有引起主變跳閘。要完全防止越級跳閘發生，很難做到，但通過加強設備維護保養、整定值的精確計算、整定值的精確調試等，可以避免越級跳閘發生或者減少發生。