35kV变电站越级跳闸事故案例分析

35kV变电站越级跳闸事故案例分析

李爱霞

中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司 鄂尔多斯 017000

摘要：变电站越级跳闸会产生较为严重的后果，因此客观分析变电站越级跳闸事故的原因对于电力安全管理具有重要的现实意义。本文以某35KV变电站发生的越级跳闸事故为例，详细分析导致越级跳闸的原因，以此提出具体的解决对策，以此为避免类似事故再次发生而提供经验指导。

关键词：35kv变电站；越级跳闸；变电站；分析

引言

变电站越级跳闸主要是在设备发生故障后，由于断路器拒动或者保护拒动而造成上级开关跳闸，本级开关不动作，导致停电范围扩大。继电保护是电力系统的重要组成部分，是保证电网安全运行的有力保障，当电力系统出现故障时，继电保护就会做出相应的保护动作。但是通过多年工作实践，继电保护如果不能及时根据电器故障系统做出相应的反应就会出现越级跳闸的现象，从而扩大停电范围，造成较大的负面影响。本文以2019年10月5日某35KV变电站进线越级跳闸事件为例，详细介绍越级跳闸的原因，并且通过严谨的故障查找分析其原因，从而为今后避免类似事故提供经验参照。

一、事件前后某变电站运行方式

35kV 变电站为单台主变压器运行，图 1 所示为部分主接线图。正常运行时，35kVⅠ、Ⅱ段母线分列运行，由 35kV 备自投保护装置实现进线的明备用，10kVⅠ、Ⅱ段母线并列运行，10kVⅠ段母线上仅有011 出线间隔；10kV 052 断路器2号电容器一次设备发生故障后，052、012 断路器由保护装置跳开，011 断路器由调度人员手动拉开。

图1：35kV变电站部分主接线图

二、越级跳闸事件过程

2019 年10月5日 07:46，35kV 2 号主变低后备保护（装置型号 CSC-326GL）、10kV 2 号电容器保护（装置型号 CSC-221A）均有保护动作报文，简要如下：

1）07:46:15.156，2 号主变低后备保护起动（主变低压侧 CT 变比为 400/5）。

2）07:46:15.531，低后备保护限时速断 T 1 出口，（故障电流 I A =25.00A、I B =23.50A，I C =23.50A），10kV 母联 012 断路器跳闸，10kVⅠ段母线失压。

3）07:46:15.718，10kV 2 号电容器 052 断路器过流Ⅱ段动作（I A =12.06A、I B =7.25A，I C =12.18A），10kV 2 号电容器 052 断路器跳闸。10kV 母联 012 断路器保护装置（型号 CSC-211）发“开关偷跳”，无保护起动报文。

现场检查 10kV 2 号电容器一次设备存在放电痕迹，查看 35kV 2 号主变低后备保护装置录波可知，故障电流出现前期，A、B 相电流大小相等，方向相同，故障发展到后期，三相电流大小相等，方向为正序方向。根据不对称短路故障时 YNd接线变压器两侧电流关系的规律，可推测故障在 d侧（10kV 侧），先是 AB 相间短路，后发展为三相10kV 2 号电容器 052 断路器间隔存在 AB 相间故障，052 断路器间隔的过流Ⅰ段并未动作，但却造成了 2 号主变低后备保护动作，跳开 012 断路器。

根据 10kV 2 号电容器保护装置提供的录波图（如图 3 所示）可知，装置采样故障电流波形为畸形波，10kV 2 号电容器 CT 变比为 100/5；将故障电流折算到一次设备侧，得故障相电流为 244A，远小于主变低后备保护装置采样得出的 2007.2A，可明显判断为 052 断路器间隔 CT 饱和，保护装置采样故障电流小于实际故障电流，达不到过流Ⅰ段保护动作定值，故过流Ⅰ段一直未动作，其故障发展顺序与分析结果一致。

图2：10KV 2号电容器保护装置录波图

三、原因结果分析

通过检修人员对此次故障的全面检查，确认本次故障出现在10KV2号电容器AB相一次设备的短路故障造成的，也就是由于35KV2号主变低后备保护的动作早于10KV2号电容器保护动作，从而出现了越级跳闸的现象。越级跳闸所造成的后果相对比较严重，根据保护装置信息采集系统的数据分析我们获悉造成此次故障的根本原因是：由于本次故障主要是由于10KV2号电容器发生故障造成的，具体根源就是造成保护装置所采集到的最大故障电流是小于实际故障电流量的，根据计算变压器保护装置所采集到的电流只有12.2A，其是低于过流Ⅰ段 12.5A 的动作定值，因此在本次故障发生后过流Ⅰ段并没有做出相应的保护动作。35kV 2 号主变低后备保护装置采到的最大故障相电流为25.09A，大于限时速断电流 14A的动作定值，0.3s 左右主变低后备保护装置限时速断T 1 出口10kV 母联012 断路器，10kVⅠ段母线失压；但是10kV 2号电容器052断路器位10kVⅡ段母线上，故障未排除，故障电流一直持续存在，经0.5s左右的延时后，由于10kV 2号电容器装置采样电流 12.2A 大于过流Ⅱ段定值 7A，过流Ⅱ段保护出口，跳开10kV 2号电容器052断路器，故障点被隔离，保护动作结束。

四、预防措施

根据国家电网2018年引发的“国家电网有限公司关于引发十八项电网重大反事故措施的通知”,针对故障原因根据国家电网2018年引发的“国家电网有限公司关于引发十八项电网重大反事故措施的通知”采取以下安全解决对策：

1.通过综合分析造成此次故障的原因主要是：在短路时，可能有较大的故障电流流经变压器，当电流使CT铁心磁密增大时，可能会引起变压器系统出现故障。针对部分电流互感器流过故障电流时容易饱和的问题，可采用直接更换一次设备的方法，重新安装变比合适、传变特性满足要求的即可。

2.通过继电保护的保护范围、时间搭配的调整临时代替一次设备的更换。如35kV 2 号主变低后备保护限时速断电流T 1 出口时间设置为大于 10kV 2 号电容器保护过流Ⅱ段时间定值，或者将2号电容器保护过流Ⅰ段动作定值根据CT易饱和的特点进行适当调整，避免出现过流Ⅰ段定值过大保护永远不会动作的问题。

3.要建立完善的岗位责任，强化电力安全管理制度。针对35KV变压器越级跳闸的原因，电力管理部门必须要建立完善的岗位制度，强化安全责任意识。例如为了防止因越级跳闸而造成的较大负面影响，电力管理部门一方面要建立严格的岗位责任制度，规范电力运行管理流程。例如为了防止越级跳闸事故发生电力部门必须要强调值班岗位责任，强化相关岗位人员的责任意识和安全意识；另一方面要健全应急预案制度，强化越级跳闸后的及时处理。越级跳闸虽然能够有效避免，但是在实际工作中仍然存在，为了消除其负面影响，电力部门必须要建立越级跳闸应急预案，通过预案可以在出现越级跳闸事故后可以第一时间进行消除。例如本次出现的安全事故之所以能够快速的处理就是得益于有健全的应急处理预案。当然电力部门还要强化组织架构，通过组建越级跳闸专项整治小组，对并网控制设备、过压保护装置等进行全面检查，现场检查督促整改落实；对存在的安全隐患发放用电检查结果通知书，以此降低越级跳闸事故的发生。

4.加强安全检查，做好相关电力设备的安全维护。之所以出现越级跳闸主要是变电设备日常检查和基础管理维护不扎实，隐患排查治理不到位，未能发现断路器线圈内部绕组安全隐患，因此电力部门必须要强化相关设备的安全检查，做好电力设备的维修保养。同时还要强化对相关电力设备的质量检测，杜绝使用质量不合格的产品。比如在进行电力检修时必须要选择质量合格的产品，尤其是经过严格的招投标制度后选择相应的产品，这样可以最大程度的避免因零件故障造成的问题。

四、结束语

本文通过对35kV 变电站越级跳闸事件的分析，根据现场相关试验数据、保护动作记录等信息，深入分析了电流互感器励磁饱和导致继电保护越级跳闸动作的原因，分别依据现场保护动作记录、实验数据分析确定事件原因，为类似事件的调查分析过程提供参考，并提出预防措施，以促进电网系统的稳定运行。

参考文献：

1.闵喜艳，10kV线路故障引起35kV主变越级跳闸事件分析[J].通信电源技术 2019（04）

2.唐卫波，35 kV输电线路越级跳闸事故分析及防范措施[J]. 电工技术 2019（08）

3.陈文书，矿井供电中断事故原因分析及改进措施研究[J].机电工程技术 2019（01）

4.王永亮，矿井供电系统预防越级跳闸分析与处理[J]. 产业与科技论坛 2019（10）

5.曹留柱; 曲德臣; 李民中; 王辉，电力监控系统防越级跳闸方案的研究[J]. 工矿自动化 2011（08）