一起10kv线路保护越级跳闸事故分析

摘 要：文章对一起发生永久性故障后10kv线路保护拒动而引起10kv主变开关越级跳闸的事故进行了分析，对导致越级跳闸的起因、经过以及现场进行的事故分析处理过程做出较详细的阐述，并针对本次事故的分析及时提出现场作业过程中的反事故措施与注意事项。

关键词：越级跳闸；保护拒动；采样异常

引言

随着电力技术的进步，变电站一、二次设备有了飞跃式发展，这使得电网安全性越来越高。但是，随着继电保护装置从电磁式发展为现在普遍运用的微机型，其结构、逻辑、工艺的复杂性却越来越高，而继电保护设备工作的可靠性始终是其重中之重。文章就一起越级跳闸案例进行分析，通过相关波形和数据查出故障原因。

1 事故描述

某日110kv常昆变线路动作情况：17时46分30秒123环立线速切动作成功跳开123出线开关，46分32秒发重合闸动作、过流Ⅰ段动作，12秒后保护返回；主变动作情况：46分33秒后#2主变复合过流Ⅰ、Ⅱ段动作，102#2主变开关跳开，10kvⅡ段母线失电，1秒后保护返回。接报后不久，值班员检查现场设备完好。

2 事故调查和疑问

事故发生后，运行和继保人员共同对保护动作情况进行了查阅和讨论，力求查明#2主变低后备越级跳闸的原因，经过对123线路保护故障信息以及#2主变低后备保护故障信息的分析，找出了2个疑问点：（1）线路保护动作过程分析认为动作基本正确，为线路故障重合不成再跳闸，但疑问是保护返回时间较长达12秒钟。（2）从保护动作过程看，主变后备保护动作时，123线路保护已经第二次发出跳闸命令，为什么102#2主变开关仍然跳闸。

调取123环立线和#2主变低后备保护的故障波形图后，发现2份波形图在故障电流存在的持续时间以及故障电流的幅值上存在不一致的情况。针对这一情况，同时又调取了#2主变高后备保护启动波形图：

一并进行分析，发现3张波形图有以下2个方面存在疑问：（1）123环立线保护波形图中电流波形变化同保护动作开关量达成一致即明确的显示出线路出现故障，保护动作，跳开开关，故障电流消失，开关重合后，故障电流再次出现，保护再跳后，故障电流再次消失，但是波形图中电压却是在故障出现后即出现对应的下降，直至开关重合不成再跳后仍然是故障时的电压值，期间一直没有变化。（2）主变高后备以及低后备的波形图波形反映基本一致，即在故障出现后即出现故障电流，在123开关跳闸切除故障后，主变后备保护中仍然有故障电流，且故障电流基本仍为原来的值，期间从两相故障演化成为三相故障，最终到主变低后备动作后，故障电流才消失，电压的变化同电流保持一致，从出现故障后电压降低，期间一致未恢复，直至主变保护动作跳开102开关。

综上所述，从3张波形图来看，主变低后备保护动作启动肯定和123环立线线路有关，但其最终动作出口却又和123环立线找不到直接联系。

3 事故原因分析

根据这一结果，再次对10kvⅡ段上的所有间隔的保护装置进行了全方位的检查，结果发现124在线路检修状态时，后台机及调度端仍然显示有57.8A电流，且电流值一直不变化，查阅该电流变化曲线，发现电流值已多日不刷新，一直保持在57.8A的值上，该装置可能存在死机或采样异常的问题，经询问监控该装置未有任何自检异常信号发出。由此可推断：因124和123为同杆架设的线路，如果线路上的故障点为123和124两条线路之间发生相间短路，123正确跳开，但124由于保护问题出现拒动的话，即能完美解释上述波形图上的各个疑问。根据这一思路，现场立即对124保护进行检查试验，试验結果发现，装置加入电流后，其采样回路不能正确显示所加的电流值，进行传动试验，在加入故障电流后，保护不能正常启动并出口，重启装置后，采样回路恢复正常，保护其他出口回路及遥信、遥控回路均正常。经询问厂家，确认此问题可能是保护硬件存在一定缺陷，采样回路出现异常后，装置无法将此异常报警。至此常昆变#2主变低后备保护越级跳闸的事故原因基本查明，即故障起因为123和124之间发生相间短路，最终扩展为三相短路，故障发生后，123保护和#2主变保护均正确启动，其中123保护正确动作跳开开关，但由于124保护采样回路出现问题，保护拒动，线路故障没有完全被切除，因此主变保护在123开关跳闸后，仍然在启动状态，直至最终主变低后备保护动作并出口，期间由于124线路故障一直未被切除，所以10kvⅡ段母线三相电压一直保持在故障时的电压值。

4 存在问题与防范措施

虽然123和124同杆架设线路之间发生相间故障是本次事故发生的直接原因。但124保护装置因采样回路存在逻辑错误问题，是导致在故障发生后，保护拒动且无任何信息发出是#2主变低后备保护动作，扩大停电范围的根本原因。

其关键在于124保护异常后，装置无任何异常告警信号发出，导致监控人员无法在短时间内掌握保护实际的运行工况是否正常。因此建议厂家设置保护装置采样回路出现异常时有相关的判断逻辑条件进行判断，并能启动相应的告警信号示警。运维人员日常巡视应注意检查和及时恢复保护的一些告警信号，并检查保护数据是否实时刷新，防止因告警信号未复归或装置逻辑错误而导致保护处于非正常工作状态。

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护典型故障分析[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]国家电力调度通信中心.继电保护培训教材[M].北京：中国电力出版社，2009.

作者简介：李崭然（1985-），男，江苏苏州人，助理工程师，从事变电运维工作。