一起低壓配電越級(jí)跳閘事例分析

張偉明

摘? 要：越級(jí)跳閘在電力系統(tǒng)特別是低壓配電系統(tǒng)中，因?yàn)楸Ｗo(hù)級(jí)配偏差、管理偏差等問題時(shí)有發(fā)生，發(fā)生越級(jí)跳閘事件會(huì)使故障進(jìn)一步擴(kuò)大，給日常安全生產(chǎn)帶來巨大威脅。文章以一起干式變壓器跳閘事件為例，詳細(xì)的分析了故障原因、檢查方法以及后續(xù)的對策和管理提升手段，可為日常運(yùn)維管理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：干式變壓器;照明;越級(jí);跳閘

中圖分類號(hào)：TM862? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）08-0071-03

Abstract： In the power system， especially in the low-voltage distribution system， the over-stage trip occurs from time to time because of the protection gradation deviation， management deviation and other problems， which will further expand the fault and bring a great threat to the daily production safety. Taking a dry-type transformer tripping event as an example， this paper analyzes the fault causes， inspection methods and follow-up countermeasures and management promotion measures in detail， which can provide reference for daily operation and maintenance management.

Keywords： dry-type transformer; lighting; overstep; tripping

引言

越級(jí)跳閘是指在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)由保護(hù)整定優(yōu)先跳閘的斷路器來切除故障，但因各種原因優(yōu)先跳閘斷路器未跳閘，由其它斷路器跳閘來切斷故障，造成失電范圍變廣，這種稱為越級(jí)跳閘。發(fā)生越級(jí)跳閘事件會(huì)使故障進(jìn)一步擴(kuò)大，給日常安全生產(chǎn)帶來巨大威脅。在低壓配電系統(tǒng)中，因?yàn)楸Ｗo(hù)配置偏差、斷路器性能偏差以及日常管理偏差等問題容易發(fā)生越級(jí)跳閘事件。

1 設(shè)備基本情況

廠用電壓選擇采用6kV一級(jí)電壓，采用動(dòng)力中心（PC）和電動(dòng)機(jī)控制中心（MCC）的供電方式。6kV開關(guān)柜采用中置式真空氣開關(guān)柜或F+C回路柜，對于額定功率小于1000kW的電動(dòng)機(jī)和1250kVA以下的變壓器，供電主回路采用接觸器加熔斷器的方案;等于或大于1000kW的電動(dòng)機(jī)和等于或大于1250kVA的變壓器，供電主回路采用真空斷路器。低壓廠用變壓器的低壓繞組中性點(diǎn)均采用直接接地，低壓變壓器選用環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，變壓器電壓比為6.3±2×2.5%/0.4kV，接線組別為D，yn11。380V廠用電系統(tǒng)保護(hù)利用低壓空氣開關(guān)自身的保護(hù)或熔斷器保護(hù)。當(dāng)空氣開關(guān)自身的保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)，將單獨(dú)裝設(shè)二次保護(hù)。廠用低壓動(dòng)力中心進(jìn)線和饋線開關(guān)采用智能電子脫扣器或PC測控單元，包括相間、接地故障及過負(fù)荷等保護(hù)。照明系統(tǒng)采用380/220V 3相4線交流系統(tǒng)。低壓配電柜采用抽出式開關(guān)柜。400V動(dòng)力中心進(jìn)線、饋線回路采用框架空氣斷路器。

事件有關(guān)系統(tǒng)如下：石膏脫水樓照明箱電源引自380V脫硫公用MCC，380V脫硫公用MCC電源引自380V脫硫1A PC段母線，PC段對應(yīng)的上級(jí)為#1脫硫變。#1脫硫變?yōu)椴捎肧CB10-1600/6.3型干式變壓器，高低壓側(cè)額定電流為183.3A/2886.8A，其對應(yīng)6kV開關(guān)以及380V脫硫1A PC段進(jìn)線開關(guān)采用綜合保護(hù)配置，石膏脫水樓照明箱電源抽屜開關(guān)使用TM63D型塑殼斷路器，就地照明配電箱總空氣開關(guān)采用C65N型50A三相空氣開關(guān)。

2 事件回顧

事件發(fā)生時(shí)運(yùn)行人員在監(jiān)盤中發(fā)現(xiàn)DCS發(fā)出#1脫硫變跳閘報(bào)警，#1脫硫變開關(guān)顯示在分閘位置，立即對現(xiàn)場相關(guān)設(shè)備進(jìn)行排查，主要情況為：6kV #1脫硫變開關(guān)跳閘，綜保報(bào)“低側(cè)零序保護(hù)”，零序電流為2.02A（見圖1）;脫硫1A PC段進(jìn)線開關(guān)跳閘（高壓側(cè)跳閘連跳低壓側(cè)開關(guān)），脫硫1A PC段母線失電，綜保無告警;脫硫公用MCC電源開關(guān)在合閘位置，綜保無告警;脫硫MCC段石膏脫水樓照明箱電源抽屜開關(guān)在合閘位置，未脫扣;就地照明箱總空氣開關(guān)在分閘位置（見圖2），其余支路小空氣開關(guān)均在合閘位置。現(xiàn)場詢問在#1脫硫變跳閘對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)，存在人員對石膏脫水樓照明箱電源總空氣開關(guān)進(jìn)行送電操作（見圖2），后續(xù)檢查石膏脫水樓樓梯間照明支路絕緣低。

3 處理過程

系統(tǒng)存在零序保護(hù)動(dòng)作首先考慮的是系統(tǒng)是否有接地故障產(chǎn)生，應(yīng)對系統(tǒng)涉及的高、低壓設(shè)備進(jìn)行全面檢查，逐個(gè)排除，確認(rèn)故障點(diǎn)。針對本次事件主要對脫硫干式變壓器、380V PC段母線、脫硫MCC段、石膏脫水樓照明箱電源抽屜開關(guān)以及就地照明配電箱等一次原件進(jìn)行檢查并對相關(guān)二次設(shè)備、保護(hù)定值進(jìn)行核查。

3.1 對#1脫硫干式變進(jìn)行檢查

（1）檢查干式變外觀正常，各元器件完好;

（2）檢查干式變高低壓側(cè)接頭無明顯過熱燒灼痕跡，配電室內(nèi)無焦味;

（3）使用2500V搖表測量干式變絕緣，高壓側(cè)對地為40GΩ，低壓側(cè)對地∞，高壓側(cè)相間0MΩ，低壓側(cè)相間0MΩ，高低壓側(cè)間70GΩ，絕緣合格。

3.2對380V脫硫1A PC段母線進(jìn)行檢查

（1）對干式變低壓側(cè)至進(jìn)線開關(guān)母排進(jìn)行外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

（2）對脫硫1A PC段進(jìn)線開關(guān)進(jìn)出線進(jìn)行外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

（3）對各列開關(guān)柜后母排進(jìn)行外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

（4）退出脫硫1A PC段進(jìn)線開關(guān)，測量母線對地絕緣為500MΩ，絕緣合格。

3.3 對380V脫硫MCC段石膏脫水樓照明箱電源抽屜開關(guān)進(jìn)行檢查

（1）對TM63D型脫扣器外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

（2）對進(jìn)出線接頭進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)過熱痕跡。

（3）測量開關(guān)柜內(nèi)接頭絕緣正常，直阻正常。

3.4 對就地照明配電箱檢查

（1）總空氣開關(guān)上下接頭無過熱痕跡，下級(jí)分支空氣開關(guān)（單級(jí)）無跳閘。

（2）測量就地照明配電箱至脫硫MCC段抽屜開關(guān)電纜絕緣為1.7MΩ，合格。

3.5 對二次設(shè)備進(jìn)行檢查

（1）6kV #1脫硫變開關(guān)低壓側(cè)零序過流定值為2A/0.5s，外置零序CT變比為750/1，投跳;現(xiàn)場檢查綜保動(dòng)作電流為2.02A，達(dá)到零序過流動(dòng)作值，保護(hù)正確動(dòng)作。

（2）脫硫01A PC段工作電源開關(guān)綜保接地保護(hù)定值為100%/0.4s，額定電流為2312A，采樣方式為軟件合成，投告警。MT開關(guān)（In=3200A）MIC5.0脫扣器定值長延時(shí)為0.9/8s，短延時(shí)為5/0.4s，I2t=OFF，瞬時(shí)過流保護(hù)未投入。接地電流未達(dá)到MT開關(guān)脫扣定值，保護(hù)未動(dòng)作屬于正確行為。

（3）脫硫公用MCC電源一開關(guān)綜保接地保護(hù)定值為100%/0.2s，額定電流為615A，采樣方式為漏電互感器采樣，實(shí)際未接線，不起作用。MT開關(guān)（In=1000A）MIC5.0脫扣器定值長延時(shí)為0.8/8s，短延時(shí)為5/0.2s，I2t=OFF，瞬時(shí)過流保護(hù)未投入。接地電流未達(dá)到MT開關(guān)脫扣定值，保護(hù)未動(dòng)作屬于正確行為。

（4）石膏脫水樓照明箱電源抽屜開關(guān)TM63D型塑殼斷路器長延時(shí)定值為50A，瞬時(shí)過流Im定值為500A（不可調(diào)）。

（5）就地照明配電箱總空氣開關(guān)為C65N型，額定電流為C50的三相空氣開關(guān)。

4 原因分析

根據(jù)現(xiàn)場檢查情況結(jié)合期間人員作業(yè)情況，判斷本次脫硫變跳閘的直接原因?yàn)槿藛T對石膏脫水樓就地照明配電箱空氣開關(guān)進(jìn)行送電，送電后由于照明支路接地，接地電流為1500A，持續(xù)時(shí)間0.5s，而上級(jí)石膏脫水樓照明箱電源抽屜開關(guān)塑殼斷路器未脫扣，造成6kV #1脫硫變開關(guān)低壓側(cè)零序保護(hù)動(dòng)作跳閘。石膏脫水樓就地照明配電箱總空氣開關(guān)為C65N型C50A空氣開關(guān)，送電時(shí)下級(jí)分支接地，空氣開關(guān)雖脫扣，但脫扣時(shí)間較長，造成接地電流持續(xù)0.5s，造成上級(jí)開關(guān)跳閘。經(jīng)現(xiàn)場對石膏脫水樓照明箱電源抽屜開關(guān)型塑殼斷路器進(jìn)行檢查，初步判斷為塑殼斷路器故障（暫無條件檢測），該開關(guān)在1500A的接地電流下，瞬時(shí)過流保護(hù)Im未動(dòng)作，造成越級(jí)跳閘。由于脫硫區(qū)域低壓綜保不可靠，綜保裝置配套的CT為漏電互感器，對接地保護(hù)無直接保護(hù)作用，綜保漏電保護(hù)可調(diào)整定值為10mA-1000mA，若負(fù)載不對稱達(dá)到1A即會(huì)跳閘，因此不滿足現(xiàn)場對零序保護(hù)功能要求，該裝置投產(chǎn)至今多次出現(xiàn)運(yùn)行中切換至“保護(hù)模式”，通訊故障等，裝置可靠性不高，后續(xù)擬進(jìn)行換型改造。

而石膏脫水樓樓梯間照明支路小空氣開關(guān)未跳閘原因可能如下：空氣開關(guān)，又名空氣斷路器，是斷路器的一種，是一種只要電路中電流超過額定電流就會(huì)自動(dòng)斷開的開關(guān)，空氣開關(guān)是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的一種電器，它集控制和多種保護(hù)功能于一身。除能完成接觸和分?jǐn)嚯娐吠?，還能對電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、嚴(yán)重過載及欠電壓等進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也可以用于不頻繁地啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。小空氣開關(guān)故障時(shí)未跳閘最可能的原因