摘要：本文对一起变电站10kV 开关异常跳闸事故进行分析，收集各种相关信息，通过横向对比和纵向对比、依据运行经验大胆假设和反复推断验证，最终发现了CT变比整定错误，消除了一个重大安全隐患，保证了变电站设备安全运行，提高了供电可靠性。通过介绍整个事故的分析排查过程，从而提炼一套变电站事故分析排查的方法和套路。
关键词：开关；跳闸；定值；分析；CT变比
变电站中所有运行的设备都有可靠的保护，当一次设备发生故障时能快速切除和隔离故障，最大限度地减少对设备本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。每次的保护动作跳闸，不管正确动作还是误动都是由一定的原因引起，对于异常的跳闸事故，我们不能轻易放过，必须坚持事故原因不清晰不放过的原则，也许就能从中发现重大安全隐患。
1事故案例
图1：事故前运行方式
事故前运行方式（如图1）：10kV母线分段分列运行， #1站用变及10kV侧514开关检修，由#2站用变带全站380V负荷。514、401开关分闸，524、402、400开关合闸。
2016年06月21日10时12分，某220kV变电站#2站用变过流II段保护动作，跳开524开关；而402开关、400开关、380V各支路开关无跳闸情况。变电站站用电源380V母线全部失压。检查#2站用变本体及524开关柜、380V母线及各支路一次设备均无异常。考虑到站用电源失压影响比较大，有可能因冷却系统全停造成主变跳闸，导致扩大事故范围。在检查一、二次设备无故障的情况下决定试送。经调度令试送#2站用变524开关、402开关成功。站用交流电源恢复正常。跳闸设备送电后#2站用变保护装置长期报过负荷，不能复归。从后台监控机信息看出，跳闸前及恢复380V负荷后多次发出#2站用变524开关过负荷信号。
2事件分析
2.1一、二次设备情况
经检查，524开关保护动作显示信息为：过流2段动作，三相短路，故障电流二次值为0.26A。超过过流2段保护动作定值0.24A。
524开关过流保护的保护范围为：524开关CT之后的设备，包括5244刀闸、524开关至#2站用变之间的一次电缆、#2站用变、402开关380V母线及各支线设备。现场检查保护范围内的所有一次设备无故障。
2.2信息收集
本着事故原因不清晰不放过的原则，对本次事故保护动作进行深入分析，收集相关信息如下：
1）运行方式发了变化：正常运行方式是514开关通过#1站用变供380V 1M母线，524开关通过#2站用变供380V 2M母线。事故跳闸前380V母线运行方式发生了变化，524开关通过#2站用变带380V 1M、2M运行,401开关在检修。
2）跳闸前后站内相关工作开展情况：当日站内有两项工作，一项是#1站用变相关检修工作还没有许可开关，另一项是消防维护和喷淋试验，跳闸前正在启动消防水泵做主变喷淋试验时，起动消防水泵数秒后失电，跳闸后消防喷淋试验工作停止。
3）保护动作及异常情况：524开关2段过流动作，过负荷告警，相关定值如下：
跳闸后现场检查一次设备无故障，且试送成功，证明一次设备确实无故障，综合保护动作信息、运行方式变化及现场工作开展情况，初步怀疑#2站用变所带负荷重，在起动消防水泵时，起动电流大或水泵故障，电流超过#2站用变524开关电流达到过流II段的动作定值，导致保护出口跳开524开关。
2.3疑点提出
本次跳闸事故虽然一次相关设备已经恢复送电，却留下了几个疑点：
1）站用电源设计的时候就已经考虑可以满足单台站用变带全站站用交流负荷的要求，为什么会出现过负荷情况？
2）之前该站多次进行主变试验喷淋装置作业，也试过启动消防水泵，一直没出现过跳闸，这次为什么会跳闸？
3）消防泵至524开关之间还有400、402开关的三段过流保护，为什么会越级跳闸？
2.4原因分析
1）过负荷异常信号分析：
为检查#2站用变524开关的实际电流，核实是否真的存在过负荷情况，进行#2站用变各电流值对比：
通过上表的对比，可以发现保护装置显示的524开关电流一次值与后台显示的电流一次值不符。以A相电流为例，后台显示524开关一次电流为14.2A；保护显示一次值为100A。如果后台显示的524开关电流正确，则524开关不应该发过负荷告警信号。
在保护屏端子排用钳表测的524开关二次电流约为0.1A，符合524开关保护装置过负荷信号告警二次值。
综合以上两个方面分析，我们怀疑524开关CT变比设置错误。524开关CT变比实际是多少，查看CT铭牌参数和做升流试验就可以确认。鉴于524开关带电运行中，这两项工作无法开展，我们只能够通过横向和纵向对比来验证这一假设。
A、与#1站用变514开关CT变比进行比较。
查看定值单发现514开关 CT变比为150/1，524开关CT变比为1000/1。结合停电现场核查铭牌参数514开关 CT变比确实为150/1。根据常规设计，同一个站的两台站用变容量相同，变高CT变比应该相同，如果按照514开关CT变比推断524开关CT变比应为：150/1。
B、由#2站用变变低402开关电流值推算524开关CT变比。
以A相电流为例，从380V配电室查得，402开关电流为390A左右。由于402开关与524开关功率相等：I变低U变低=I变高U变高，得出：I变高= I变低U变低/U变高=390A×380V/10000V=14.82A。
524开关一次电流的计算值与后台监控机电流值相近，与保护装置显示值不符。
由402开关电流值推算524开关CT变比：I一次/ I二次=14.82/0.1=148.2,接近：150/1。
C、由消防泵启动电流推算。
水泵额定电流140A，按照电机起动涌流可达额定电流的3-7倍，按最大7倍计算，消防泵起动涌流最大可达980A，水泵启动时402电流瞬时可达:980+390=1370A;
对应524电流一次值为：I变高= I变低U变低/U变高=1370A×380V/10000V=52.06A。
如果CT变比实际为1000/1，即524二次值为：52.06÷1000=0.05206A，不能达到过流二段定值0.24。
如果CT变比实际为150/1，即524二次值为：52.06÷150=0.34A，大于过流二段动作定值0.24。且涌流衰减持续时间0.5-1S，可以满足过流二段的动作时间0.5S要求。
D、查看根据检修记录。
定值单查执行日期为2008年12月8日，查#2站用变检修记录：2006年1月11日524开关三相CT更换，由400/5换为150/1，2006年1月11日之后没有再次更换CT的记录。如果按照检修记录推断524开关CT变比应为：150/1。
通过以上四方面的推断分析，我们怀疑524开关CT变比错误，定值单上524开关CT变比为1000/1，实际上应为：150/1。
2）启动消防水泵之前不跳闸这次跳闸原因分析。
因为消防泵有两路电源，电源Ⅰ（主供）由380V1M供电，电源Ⅱ（备用）由380V 2M供电，之前多次启动消防泵进行主变试喷淋工作，都是由#1站用变供电，而#1站用变CT变比为150/1，根据上面的计算可知，启动消防泵试验时514开关电流二次值为05206A，未达到过流二段定值0.24A，保护不会启动造成跳闸。这一次因为运行方式发生了变化，#1站用变检修，消防泵电源转为#2站用变供电，524开关CT变比错误，定值单上524开关CT变比为1000/1，实际上应为：150/1，启动消防泵试验时524开关二次电流最高可达0.34A，过流二段保护启动，涌流持续时间超过0.5秒，出口跳开524开关。
3）越级保护跳闸原因分析。
402、400开关本身也配有三段过流保护，正常保护动作应该是先跳402开关和400开关，不应该越级跳524开关。本次事故524开关保护录得跳闸时二次电流为0.26A，如果按524开关CT变比为150/1，即可计算524开关跳闸时实际一次电流为：I一次=I二次×CT变比=0.26×150=39A。换算到402开关电流为：I变低= I变高U变高/U变低=39×10000÷380≈1026A。
如果按照524开关CT变比为1000/1计算，可得：I一次=I二次×CT变比=0.26×1000=260A。
换算到402开关电流为：I变低= I变高U变高/U变低=260×10000÷380≈6842A。
下面我们来分析402、400开关三段过流保护情况：
通过以上的对比可以发现，如果524开关CT变比为150/1，即能解析402、400为什么不跳闸。
3结语
由于对保护定值单中的变比有所怀疑，申请将#2站用变停电，查看524CT铭牌和做升流试验，最终确认524CT的真实变比为150/1，上文中的分析推论正确。本此事故中通过对10kV 开关异常跳闸事故进行深入分析、经过多方对比和反复论证，最终发现定值单CT变比整定错误，找出了保护误动的原因，消除了安全隐患。通过这次事故的分析排查，我们可以从中总结一套变电站事故分析排查的方法和套路。对于事故的处理和分析我们可以按照如下的步骤逐步进行：
1）记录保护动作信息，确认开关分、合闸情况。
2）分析设备跳闸后对尚在运行的设备是否存在影响和风险，如果有即优先处理，避免事故扩大。
3）根据保护的有效保护范围检查一次设备是否存在故障。
4）收集相关信息，运行方式变化情况、正在开展工作、异常信号等。
5）通过纵向横向对比、根据经验大胆假设、多方推断验证。
6）核实结果、消除隐患。
参考文献：
[1] 变电运行现场技术问答/张全元主编，2009年第二版。
作者简介：
黄俊源（1982- ），作者，男，广东东莞人。本科，工科学士，工程师，研究方向:电力系统设备运行.
职创项目：XGN开关柜可移动式冷却装置的研制，项目编号：031900KK52180064
论文作者:黄俊源
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：电流论文; 事故论文; 设备论文; 动作论文; 过流论文; 负荷论文; 定值论文; 《电力设备》2018年第27期论文;