一起10kV出线保护跳闸分析与探讨

张自伟，李加庆,夏伟伟

(连云港供电公司，江苏 连云港 222004)

在10kV配电网络中，短路故障是常见故障。电力调度员与变电运行维护人员若能正确分析配网短路故障原因，理顺保护动作行为，可快速判断故障类型，确认一、二次设备运行状况，加快恢复送电速度，提高系统安全运行与设备健康稳定水平，确保供电可靠性[1，2]。因此，相关的分析探讨具有相当重要的现实意义。

1 故障现象

2012年2月3日18:00左右，110kV甲变电站10kV I段母线出线贾南113开关出现连续两次保护跳闸动作行为，但第一次开关重合成功，第二次开关未重合，贾南113线路跳闸失电。当时甲变电站运方为：10kV部分为单母分段接线方式，2台主变分列运行。

2 故障分析判断

2.1 故障初步判断

110kV甲变电站为运行维护班基地站。因此，贾南113线路故障跳闸后，运行维护人员迅速反应，按照配调要求，将10kV贾南113线改为线路检修。贾南113开关由于短路故障跳闸时，运行维护人员处于现场，根据基地站照明变化情况，初步认为：贾南113线路前后两次短路故障跳闸间隔时间较短。贾南113开关第一次保护跳闸分开，待开关重合后，第二次短路故障紧随发生，贾南113开关线路保护重合闸充电尚未完成，10kV贾南113开关保护动作跳闸分开，开关不重合。

2.2 保护动作行为

事件发生后，运行维护人员立即调阅10kV贾南113开关保护动作信息，并向调度汇报。抄录的贾南113开关2012年2月3日保护动作行为如下：

18:00:54:905保护启动

18:00:55:193 A相、C相电流59.32 A（一次电流9491 A），过流 I段动作

18:00:56:300重合闸动作

18:01:21:490保护启动

18:01:21:640 A相、C相电流59.59 A（一次电流9534 A），过流 I段动作

由贾南113开关保护动作信息可知：贾南113线路前后两次短路故障故障电流接近10 kA，应为贾南113出线近区故障；且前后两次保护动作时间间隔超过20 s，保护第二次动作将贾南113开关跳开后，线路保护重合闸具备充足时间完成充电，贾南113开关第二次跳闸分开后也应进行一次重合闸动作行为。因此，贾南113开关两次过流I段保护动作间隔时间并不短，贾南113开关第二次分闸后未重合的原因尚需研究。

运行维护人员进行再判断：贾南113开关第一次分开，待重合成功后，贾南113开关弹簧储能时间较长，导致重合闸充电时间未到达15 s，第二次短路故障跳闸行为就已发生，致使贾南113开关第二次分开后未能重合。

2.3 开关储能顺序

为验证推测，运行维护人员迅速调阅了贾南113开关测控保护装置的变位信息，抄录数据如下：

18:00:55:209 TWJ 0→1（贾南113开关第一次过流保护动作分闸）

18:00:56:300 重合闸动作0→1（贾南113开关分闸后，重合闸动作出口）

18:00:56:405 TWJ 1→0（重合闸出口后，贾南113开关合闸成功）

18:00:56:467 弹簧未储能0→1（贾南113开关开关弹簧未储能信号打出）

18:01:01:361 弹簧未储能1→0（贾南113开关开关合闸后，弹簧储能成功）

由以上信息判断：贾南113开关重合成功约5 s后，开关储能结束；此时刻与贾南113开关第二次过流I段保护动作时间，间隔相距达到20 s。若贾南113开关重合闸充电条件满足，则贾南113开关重合闸在第二次过流I段保护动作时应能充电成功，实现第二次重合闸动作。因此，一定是其他条件闭锁了贾南113开关重合闸充电。

3 保护整定探究

3.1 保护总体功能介绍

运行维护人员查阅资料，贾南113开关间隔配置了南京南瑞继保公司的RCS-9611A型馈线保护测控装置。该保护主要功能有：（1）三段定时限过流保护；（2）三段零序过流保护/小电流接地选线；（3）三相一次重合闸（检无压或不检）；（4）过负荷保护；（5）过流/零序后加速保护；（6）低周减载保护；（7）独立的操作回路及故障录波。

3.2 加速段保护

RCS-9611A型保护配置了独立的加速段保护，可通过控制字选择采用合闸前加速还是合闸后加速，合闸后加速保护包括手合于故障加速跳与自动重合于故障加速跳。可选择使用过流加速段和零序加速段，该保护开放时间为3 s。

3.3 重合闸逻辑

RCS-9611A型保护重合闸启动方式有2种：不对应启动和保护启动。重合闸必须在充电完成后投入，线路必须在充电完成后投入，线路在正常运行状态（KKJ=1，TWJ=0），无外部闭锁重合信号，经 15 s充电完成。

该型号保护重合闸闭锁信号有：（1）手跳（KKJ=0）；（2）低周动作；（3）外部端子闭锁输入；（4）遥控跳闸；（5）控制回路断线；（6）弹簧未储能接点输入；（7）过负荷闭锁[3]。其重合闸与过负荷逻辑框图如图1所示。

图1 RCS-9611A重合闸及过负荷逻辑框图

图 1 中，Igfhzd为过负荷整定值，LA，LB，LC则为A，B，C三相电流与判无流阈值的逻辑比较输出值（电流大于判无流阈值则输出1，电流小于判无流阈值则输出0）。

4 原因详解

4.1 短路故障地点

运行维护人员积极与配电人员沟通核实，最终配电工区巡线确认10kV贾南113线路故障点在近区：10kV贾南113出线1号杆刀闸上、下引线各烧断一相，刀闸损坏无法操作；这与运行维护人员对贾南113线路故障点判断完全吻合。

4.2 加速段保护未动作

运行维护人员调阅贾南113开关保护定值单，10kV贾南113过流加速时间仅为0.2 s，而10kV贾南113开关第二次过流保护动作距贾南113开关重合时间达20 s之多，且贾南113开关保护动作信息也无过流加速段动作信息。

因此，贾南113开关第二次过流I段保护动作，并非过流加速段保护动作；贾南113开关第二次分闸未重合另有其他原因。

4.3 过负荷闭锁重合闸充电

据监控反应，贾南113开关重合成功后至第二次分闸前，贾南113线路电流有反复波动，且波动较大，最大值接近700 A。考虑到贾南113线出线1号杆刀闸上、下引线烧毁现象，贾南113开关第一次分闸后，虽然贾南113开关重合成功，但故障点仍然存在，且绝缘已破坏，电流波动应为贾南113开关重合后故障点放电闪络所致。

而10kV贾南113开关过负荷保护定值为571/3.57 A，但未整定过负荷保护投跳闸。贾南113开关重合后，故障点放电闪络电流已达到过负荷定值。由图1可知，当过负荷（GFH）满足条件时，会对重合闸充电发闭锁信号，使重合闸不能及时充电完成。而贾南113出线1号杆处故障点为永久性故障，反复的放电闪络，最终导致在贾南113开关第二次过流I段保护动作时，贾南113开关重合闸仍未充电成功。

10kV贾南113开关过流I段保护第二次动作将贾南113开关跳开后，重合闸未动作，也避免了贾南113开关再次合闸于故障点，造成了对设备的更大损坏。而通过对以上保护动作行为的分析与总结，明确了贾南113开关保护为正确动作，证实一、二次设备安全运行状况，使得贾南113出线1号杆处故障点在处理结束后，能够快速恢复对贾南113线路的供电。

5 结束语

针对一条10kV出线连续两次短路故障及重合闸出口动作的特点，发掘保护动作行为原因，揭示类似事件处理规律，明确相关一、二次设备运行状况。相关分析与探讨为运行维护人员提供了很好参考，有利于加快事故的迅速处理，提高设备安全运行及供电可靠性。

[1]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]张全元.变电运行现场技术问答[M].北京：中国电力出版社，2009.