摘要：本分析报告以电站厂用电系统的全厂失电事故分析为例，说明了厂用电系统各级配电系统的动作跳闸定值的整定和配合关系，结合产品特性，通过计算选择最优配合方案，通过分析可知厂用电系统定值的整定不仅需要运用合理的方法，同时也需结合不同的运行方式及不同工况。
关键词：跳闸；断路器；定值；越级
1.前言
在发电企业，因保护据动、定值设定或者配合关系不当引起大面积停电事故屡见不鲜，较为经典的事故则为美国“8.14美加大停电”事故，本文以某电站在调试阶段前发生的一起全厂停电事故为例，具体分析厂用电系统分级配合关系及整定过程，给出修正方案，具体事故情况如下：厂内所有配电系统已经全部施工完成并已经带电，但尚未带负荷。厂用电系统分三级电压，一级电压13.8kV，经厂高变降压至11Kv；二级电压11kV经厂低变降压至三级电压0.4kV。在进行0.4k馈线带负荷运行试验时，发生过流保护动作跳闸，而相应回路的0.4kV进线及馈线开关均未跳闸，而11kV馈线开关跳闸。
2.故障情况
根据现场提供的信息，现场在做0.4kV带负荷运行试验时，配电系统结构示意如图2.1，采用400V系统的SSB03开关回路作为电源点，试验开始后3.16秒，11KV系统M08馈线开关过流保护动作跳闸，而该回路所接的400V系统的SSB01及SSB03开关均未跳闸，从事故表象来看存在越级跳闸。
3.系统相关信息
1）开关SSB01设定值为：10*In时瞬动；4*In时延时0.2s动作；0.9*In时延时8s动作，其中In=4000A；
2）开关SSB03设定值为：10*In时瞬动；4*In时延时0.4s动作，0.9*In时延时8s动作，其中In=2500A；
3）M08馈线配置ABB馈线保护装置，事故时B相产生故障电流，动作跳闸。
4）馈线SSB03所接负荷为电站的MCC系统，负荷类型主要为各类型电机。
图2.1 厂用电结构简图
4.故障分析
4.1 M08馈线保护动作分析
根据现场提供的资料所示，故障时M08馈线保护B相事故电流为1.37*In，其中In=200A，事故电流Ih=1.37*200A=274A，最终B相过流，保护51动作跳闸M08开关。
根据反时限过流动作曲线，动作跳闸时间t=3.16s。
4.2 反算0.4KV侧事故电流
根据11KV侧的事故电流反算至0.4KV侧事故电流Il=Ih*11/0.4=274*11/0.4=7535A。根据SSB01及SSB03两个开关的整定值，事故电流Il=7535A时：
SSB01:0.9*In < Il<4*In，结合动作时间，故将延时8s动作；
SSB03:0.9*In < Il<4*In，结合动作时间，故将延时8s动作。
5.分析结果及建议
根据上述分析可以看出，当11KV侧事故电流为274A，0.4KV侧事故电流为7535A时，11KV的M08开关动作时间3.16s，而SSB01及SSB03开关动作时间为8秒，故出现了M08先于SSB01、SSB03开关跳开。
另，需要说明的是，前面所有分析都是基于故障点在0.4KV侧的前提分析，当故障点在11KV侧，或故障点在变压器内部，也会发生M08先于SSB01、SSB03开关跳开。
根据分析结果，当0.4KV系统故障时，在特定区域内确实会出现越级跳闸的情况，具体见下表：
从上表可以看出，理论上SSB01和SSB02的动作时间应该小于M08的动作时间，但表中蓝色及红色区域的时间是大于了M08侧的动作时间，但要结合故障点来分析。
当故障点在11KV侧时，0.4KV侧不会动作，完全由11KV的馈线保护装置动作，不影响配合动作；当故障点在0.4KV母线指向变压器方向时，此时0.4KV馈线没有故障电流，不会动作，此时M08跳闸还是SSB01跳闸没有区别，所以可以不考虑之间的配合，也就是说表中蓝色区域虽然会出现M08先于SBB01跳闸，但由于切断的是同一回路，故不算配合不当。
当故障点在馈线侧的时候，则需要考虑SSB03与SSB01以及M08的配合关系了，从表格中可以看出，只有在红色区域会出现越级跳闸，也就是在2.86至3.52倍之间会出现该情况。由于SSB03所接的负荷为MCC系统，经统计MCC负载总和约1000KW，同时启动的启动瞬间电流约为4倍工作电流约7600A，考虑同时工作概率，按50%计算，启动电流约为3800A，持续时间约6秒。SSB03的长延时8s跳闸的电流为0.9倍至4倍之间，也就是2250A~10000A之间，但结合表中数据，SSB03开关2.86倍的额定电流为7150A，故可以理解为负载冲击电流不会引起上级开关的跳闸。
综上所述，为保证能够躲过负载启动的冲击电流，结合断路器特性，可将SSB03馈线开关的短延时4倍改成2.5倍，修改后SSB03开关在2.5倍额定电流至10倍额定电流之间动作时间为0.4s，上述表格中的红色区域即为0.4s，可以满足配合关系，发生本次相同故障时SSB03开关会在0.4s时跳闸。
6.结束语
由于低压断路器中通常可带三段式或两段式的保护，从总的原则讲，上下级的保护配合，应是上一级的过流保护与下级的过流保护配合；上一级的限时速断保护与下一级的瞬时速断保护配合，特殊情况下课由上一级的限时速断保护与下一级的限时速断配合。本分析报告以电站厂用电系统的全厂失电事故分析为例，说明了厂用电系统各级配电系统的动作跳闸定值的整定和配合关系，结合产品特性，通过计算选择最优配合方案，通过分析可知厂用电系统定值的整定不仅需要运用合理的方法，同时也需结合不同的运行方式及不同工况。
论文作者:何苗,李冰洁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
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