摘要：本文以两起事故案例为背景，分析了降压变电站低压侧线路故障保护动作未出口主变低压侧后备越级动作事故现象及原因。
关键词：主变；线路保护；后备保护；事故分析
1案例一：
某110kV变电站发生一起35kV线路故障引起主变侧开关跳闸，造成对用户中断供电的事故，为避免类似事故的发生，深刻吸取事故教训，现将该事故分析如下。
1.1事故前的电网运行方式
110kV某变电站2号主变322开关跳闸前运行于35kVⅡ段母线，带35kV全部负荷，35kV甲线323开关、乙线324开关、丙线326开关运行于35kV母线上。35kV其余间隔均不运行。跳闸时，当时气候条件为雷雨大风恶劣天气。
1.2事故现象
06月23日17：28：03该110kV变电站2号主变中压侧后备保护复压过流II段动作，跳开变电站2号主变320、322、522开关，故障相别为A、C相。同时35kV丙线326开关保护于17：28：01发生过流II段动作，故障相别为A、C相。
1.3设备保护定值
（1）110kV变电站2号主变322开关保护定值为：
复压过流I段定值：一次值：4000A，二次值：20A；动作时间：0.5S跳分段，0.8S跳本侧；1.1S跳总出口；
复压过流II段定值：一次值：1165A，二次值：5.82A；动作时间：2.3S跳分段，2.6S跳本侧；2.9S跳总出口；
CT变比：1000/5。
（2） 35kV丙线326开关保护定值为：
过流I段定值：一次值：1200A，二次值：20A；动作时间：0S；
过流II段定值：一次值：450A，二次值：7.5A；动作时间：2S；
重合闸动作时间：2S；CT变比：300/5
1.4故障发生经过
由故障录波器打印的录波图显示17：28：01时刻，2号主变320开关出现故障电流，相别为A、C相，持续时间为2088ms。这一时刻丙线326线路保护发生过流II段动作，开关保护装置在过流保护I段动作之后，过流保护II段又动作，相别为A、C相。丙线326开关跳开，2号主变322开关也同时跳开。
1.5主变322开关跳闸原因分析
根据事故现场发生的情况，公司迅速组织人员对引起该事故的原因进行分析和查找。
原因一是距变电站1 km左右的电缆沟内电缆有被击穿的现象。
根据以上保护和测控装置显示并结合实际分析可知，继电保护装置都能按照实际整定值正确有效动作。
但为什么在326开关跳闸后，会进一步越级，针对这种疑问，对保护动作数据进行仔细研究分析后得知，326开关保护装置在过流保护I段动作之后，经过48 ms，过流保护II段又动作，这足以说明虽然保护装置在过流I段动作后发出跳闸指令，但该开关实际上并未实质断开，导致又发出过流II段动作跳闸指令。针对这种推测，公司组织了变电检修部门对326开关进行继电保护试验，得知该开关在保护装置发出跳闸命令后，开关机构有明显延时动作的现象。而进一步对该开关传动机构进行解体检查，发现该开关拐臂轴锈蚀，传动部分阻力较大，导致开关在接到跳闸指令后，机构传动部分虽有动作，但因有阻力动作迟缓，造成开关动静触头未在规定动作时间内实质性断开，又因该开关传动机构有动作使得开关辅助触点闭合，将开关分闸的信息传至测控装置，显示开关已跳闸，造成开关跳闸成功的假象，而此时故障并未消除，形成越级跳闸。
由于该站未安装故障录波装置，不能很直观了解故障电流的存在时间。且该站通信服务器时钟已坏，不能自行对时，因此各装置时钟时间很不一致，对判断事故带来很大的麻烦。
综合上述，该事故的原因分析如下：由于326开关用户专线电缆击穿，326开关继电保护电流I段、II段动作，但因该开关机构传动部分卡涩动作缓慢，导致主变中后备保护动作，第一时限跳开320母联开关，因故障不在320母联开关控制范围内，故障并未消除，第二时限跳开本侧322开关，而同样322开关，也存在着机构卡涩，引起主变三侧开关动作，直接跳开主变122、552开关，切除故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.6防范措施
针对此次事故，设备管理部门必须从设备选型、维护管理等方面作综合改进，防止事故的再次发生。
由于该站35 kV开关均为同一厂家同型号产品，后期经检查发现，该批设备都存在着传动机构锈蚀卡涩，不能在规定动作时限内有效断开，是典型设备家族性缺陷，后联系厂家对开关进行整体改造，消除隐患。在实际运行过程中针对设备家族性隐患要从源头治理，采购设备前要按照相关规定严格把关，杜绝有缺陷的设备入网。
由于该站35 kV开关为户外式，而平时操作较少，无法停电进行维护，因此建议必须按设备维护管理标准，对开关传动机构等重要部位进行定期维护和试验，确保其能正常工作。
要进一步加强对变电站保护测控装置的对时功能管理，保证能正常工作，必要时须安装故障录波装置，便于发生事故时分析判断。
2案例二：
2.1事故前的电网运行方式
110kV某变电站10 kV 母线分列运行，1号主变511开关跳闸前运行于10kVI段母线，带10kVI段母线全部负荷，1号主变511开关跳闸前运行于10kVII段母线，带10kVII段母线全部负荷。
2.1事故现场
09时53分36秒，该变电站10kV线路512线路故障，其线路保护动作，512开关跳闸；09时55分12秒，遥合试送512开关，1#主变低后备II保护动作，低压侧511断路器跳闸，10kVI段母线失压。
2.2设备保护定值
（1）110kV变电站1号主变511保护定值为：
复压过流I段动作时间：0.3S跳本侧；0.6S跳总出口；
复压过流II段动作时间：0.6S跳本侧；0.9S跳总出口；
（2） 10kV512开关保护定值为：
过流I段动作时间：0S；
过流II段动作时间：0.3S；
2.3故障发生经过
09:53:36.649：512开关电流Ⅰ段保护动作，TJ动作，将HWJ线圈短接，所以6 ms后HWJ失磁，如果忽略HWJ和TWJ的动作时间，断路器分闸用时约54ms。
09:55:12.349：遥合到512故障线路，遥合继电器YHJ动作后，短接TWJ线圈，所以6 ms后TWJ失磁，64ms后断路器合闸到位。在断路器动静触头未接触前，由于灭弧室中电弧重燃，故障电流出现，断路器合闸到位后，电流Ⅰ段保护正好动作，而此时并没有HWJ失磁的事件，证明TJ并未动作，所以保护会继续动作，直至846ms后，才出现HWJ失磁事件，证明此时TJ才动作，保护装置在此次事件中发生了异常。
09:55:12.414：由于512线路故障未被及时切除，所以1#主变低后备II段保护于262ms动作，跳开低压侧511断路器，将故障切除。
由于512线路保护出现异常，所以我们模拟了手合到故障线路的情况，保护动作与HWJ失磁间隔约为6~7ms，保护装置动作正常。检查512线路保护外围控制回路，未发现异常。检查512线路保护插件未发现异常。
2.4主变后备越级跳闸原因
从整个动作事件来看，保护动作逻辑未发现问题，根据保护插件原理图分析，问题应该出在CPU发出跳闸指令，相应的出口继电器（QDJ和TJ）未及时动作。我们可以大致判断为：保护装置电源插件输出的24V电源容量不足。此保护24V电源设计输出最大电流为0.2A，通常用于各类出口继电器、信号灯、开入开出等回路。当保护装置运行时间过长后，其24V储能电容容量下降、开关管的特性变差等，当遥合到故障线路时，相应的YHJ、QDJ、TJ、TXJ等要动作，相应的开入开出也增多，如：HWJ、弹簧未储能等，24V负载增加很多，所以24V电源电压会下降，QDJ和TJ会拒动，经过开关管的脉宽调节，24V电压回升后（通常需要500ms左右的时间），QDJ和TJ才会动作，所以造成了出口迟缓，24V电源容量下降得越多，其回升速度越缓慢。遥合到故障线路，24V电源负载通常会比其它状态要大很多，容易造成此类事件发生。
2.5防范措施
为了确认以上分析，需要模拟遥合到故障线路进行测试，并需要检查保护装置电源插件相关元件的特性是否正常。针对所有110kV变电站10kV线路保护是此型号的保护均会出现此类问题，均会造成出口延迟，需要协调厂家进行此类保护24V电源的改造，或者改造运行时间比较长的110kV变电站，更换10kV线路保护为其他类型的保护，就可以避免此类事故的再次发生。
3结束语
造成变电站主变后备保护越级动作的原因很多，作为运行人员，我们要根据现场实际来判断故障原因。
论文作者:段巍钊
论文发表刊物:《中国电业》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/4
标签：动作论文; 故障论文; 变电站论文; 过流论文; 事故论文; 线路论文; 时间论文; 《中国电业》2019年第13期论文;