变电站保护越级跳闸事故的分析

某变电站保护越级跳闸事故的分析

（朱江 广西电网公司贵港供电局 广西省 贵港市 537100）

摘要：对一起保护越级动作的事故的分析，探求事故背后存在于农村电网建设中的相关薄弱环节，为进一步提高农村电网的继电保护装备水平与安全运行水平提供一些建议。

关键词：保护越级动作 电流互感器伏安特性 工程验收 一. 事故经过

2004年04月09日09时54分40秒，我局某35kV变电站事故电笛响，主变低压侧902DL跳闸，10kV母线失压。现场值班员检查后向调度汇报情况如下：主变低压侧902开关跳闸，10kV母线上其余设备未见异常情况，主变低后备保护装置出口跳闸灯亮，保护动作报文显示为“I段出口”；10kV线路904保护装置出口跳闸灯亮，重合闸动作灯亮，保护装置报文显示“II段出口，重合闸动作”。09时58分调度员下令值班员合上902DL，合闸成功，运行正常。根据现场上报情况，判定本次相关保护装置动作存在异常情况，因此由我组织保护人员，并会同安监部门进行事故调查。

二. 现场事故情况调查

对XX变进行保护越级跳闸现场调查。

1. 检查04月09日904DL低压线路保护装置，保护装置型号为WXH-111/N，生产厂家为许继。保护装置内保护动作报文显示如下：

04年04月09日09时54分40秒768毫秒 II段出

口

04年04月09日09时54分41秒811毫秒 重合闸动作

2. 核对10kV线路904保护装置定值，与定值单一致。其主要参数如下： （CT变比为：100/5）

过流I段: 24 A I段时间: 0 秒 过流II段:12A II段时间: 0.5秒 过流III段:6A III段时间: 1.00秒 重合闸投检无压 重合时间： 1.00秒

3．检查3月9日变压器低后备保护装置，保护装置型号为

WCB-111，生产厂家为许继。保护装置内保护动作报文显示如下:

04年04月09日09时54分42秒306毫秒 I段出口

4．核对902DL保护定值, 未见异常。其主要参数为： （CT变比为：400/5）

过流I段: 11A I段时间: 0.5 秒 过流II段: 6A II段时间: 1.5秒

三．事故分析

对原始记录进行分析看出, 10kV线路904保护装置09时54分40秒768毫秒过流II段出口,跳闸成功。延时1043毫秒后09时54分41秒811毫秒重合闸动作,开关重合成功。而后09时54分42秒306毫秒主变低压后备保护过流I段出口902DL保护跳闸。也就是说在10kV线路904出口

跳闸后的1538毫秒、重合成功后的495毫秒后发生主变低后备保护过流I段出口跳902开关的，而此时10kV母线上所有线路保护装置均没有任何保护动作或其他异常信号。是什么导致此时主变低后备保护越级动作呢？

首先我们怀疑10kV母线上某一线路的保护装置存在拒动现象从而导致此情况发生。我们对所有10kV线路保护装置进行了检验，所有10kV线路保护装置均能正确动作。即我们可以排除了此时是由于10kV线路故障而线路保护装置拒动引起的主变低后备保护动作。那么此时主变低后备的保护装置所感受到的故障量从何而来？

接着我们提出第二个假设：主变低后备保护装置在10kV线路904故障时启动后时间继电器不能正确返回。为此我们对主变低后备保护装置作如下试验：设置故障电流（二次值）为12A，第一次故障电流输出时间为400毫秒，停止输出1000毫秒，再输出400毫秒，再停止输出100毫秒，最后输出550毫秒。保护装置在第一、第二次输出的故障电流下没有动作，在第三次输出故障电流时才动作。试验结果结果证明了主变低后备保护装置也可以正确动作。以上假设不成立。

我们再对10kV线路904保护装置与低后备保护装置进行一次详细检验，结果全部保护功能均正确动作，未见任何异常情况。但是我们发现了一个不引人注意的细节，主变低后备保护装置的时钟比10kV线路904保护装置快1－2秒左右，我们用同一台保护测试仪同时对10kV线路904保护装置与主变低后备保护装置施加13A的故障电流（二

次值），使10kV线路904保护过流II段与主变低后备保护过流I段动作，按照定值来看，两套保护装置记录的保护动作时间应一致，误差不会超过50毫秒。但是从两台保护装置的动作报文来看主变低后备保护动作时间比10kV线路904保护动作时间超前了1527毫秒。结合前面的原始记录时间，我们判定当时保护真实动作情况应是902与904开关同时保护跳闸，延时1秒后904开关重合成功。

但从保护配合原则上说这明显不合理。按主变低后备过流I段定值计算短路电流应为880 A（一次电流）。而按904线路过流I段定值计算短路电流应为480A（一次电流），从理论上说，如果一次故障电流（大于880A）引起902DL过流I段出口，那么904DL 过流I段瞬时动作先切除故障。那904线路保护不正确动作的唯一可能就是由于外部电流回路的问题。

我们对外部电流回路进行检查，用大电流发生器对904线路的电流互感器进行一次升流试验。 一次电流 A 20A 100A 200A 300A 500A 0.99A 4.98A 9.98A 14.31A 14.76A 二次电流 B 1.01A 4.99A 10.00A 14.21A 14.67A C 1.00A 5.01A 10.03A 14.44A 14.80A 从上表可知，当一次电流达到3倍额定电流（即300A）时，保护二次电流因CT饱和仅为14A；当加到电流I段一

次值500A时，保护电流二次值仍为14A左右(正常为25A)，电流I段未见动作。 四、调查结论

根据以上事故调查分析情况，我们认为事故发生过程如下：

当10kV904线路发生近区短路时，故障电流达到880A以上，904线路保护与主变保护低后备同时启动。由于904线路电流互感器在3倍额定电流下已饱和，无法达到904线路保护过流I段定值，而是过流II段动作；又由于904线路保护过流II段延时为0.5秒，这个延时和902DL保护的I段延时0.5秒是一致；所以，904线路保护过流II段与主变低后备过流I段同时动作跳闸。904开关与902开关跳闸后，故障消除904开关重合闸成功。

所以本次事故发生原因为904线路电流互感器保护用绕组10％误差曲线不满足要求。

事后我们查阅了相关工程的竣工资料，未能查询到相关电流互感器的厂家资料，也未能找到电流互感器的10％误差特性曲线报告。由于是10kV一体式柱上开关，我们也没有能从现场设备的铭牌上找到电流互感器的相关资料。 五、相关措施

我们对同一批设备的相同型号的电流互感器所有绕组进行进行了伏安特性曲线测试，试验结果表明此变电站的10kV线路中的电流互感器各绕组饱和电压均为9～10V，按实测回路阻抗0.7Ω计算，二次电流最大仅为14.3A（变比100/5，一次电流不足300A），不能满足保护要求，需要

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