探讨高压电机故障时越级跳闸的解决方法

姜社光

（广东南方碱业股份有限公司，广东 广州 510760）

1 我司的供电状况

我司的电力系统有四台主变（型号为S11－8000／10／6KV，由于各种原因，进线电压为10kV），4＃主变单独运行，现在主供盐硝与白泥两个工段的用电，1＃、2＃、3＃主变并列运行供重碱、煅烧、石灰、电站、循环水等工段的用电。一次系统图简化图大致如图1。

图1 一次系统图

2 越级跳闸的原因分析

2012年12月24日上午9点多我司发生一起由于高压电机（2＃锅炉引风机）故障而引起相应的1＃、2＃、3＃主变的断路器跳闸，使公司生产处于停产状态，对生产造成了很大的影响。这种事故在我们电气专业来说就是电气越级跳闸。

我司这次越级跳闸事故动作的是速断跳闸，并且故障电机与主变都是速断且同时跳闸。

通过我们的计算，1＃、2＃、3＃主变并联供电的地方，在高压电机接线端子处三相和二相短路由外系统提供的短路电流约为11.25kA和9.74kA（各电机由于电缆长短和电机大小有点区别，这是2＃引风机的数据），那么平均分到每台变压器的短路电流为3.75kA和3.25kA，这次2＃引风机是二相短路，我们1＃、3＃主变的综保上测得的短路电流为3.1kA左右，这次跳闸的短路电流与我们计算二相短路电流大至相同。

我们电机保护整定值为速断保护为500A左右，都远小于上面的短路电流值，实际上电机保护也都已经动作并断路器也即时跳开。

我们现在主变保护都是微机综合保护器，整定值由电力局提供，与短路电流相关的有速断保护：动作值是一次电流为3kA，动作时间为0s；过流保护：动作值为一次电流为1.8kA，动作时间为0.3 s。根据这整定值与实际的短路电流比较，电机接线端子短路，肯定会引起主变速断跳。

因此根据我们上述分析，现在这种状况，各高压电机短路引起主变跳是正常，并且如果不改变整定值，以后碰到电机接线端子短路仍可能引起主变速断跳闸，也就是说这种越级跳闸现象还会发生。

继电保护应满足速动性、选择性、可靠性、灵敏性四项基本要求，但要真正100%满足这四项要求很难做到，国家性的电网都时有越级跳闸现象发生，防止电力系统越级跳闸目前来说有下列方法，第一种就是一级一级的电流整定值加大，但这种方法只能适应于二级之间的短路电流相差有足够大，因为继电保护中的速断保护计算是根据最大运行方式下的短路电流和最少运行方式下的短路电流等各种因素综合而来的；第二种方法就是一级一级加延时，这就对速动性多多少少会造成影响；第三种就是上述两种方法的综合利用。

3 解决方法

怎么样来防止越级跳闸的发生，使电机发生故障时，只跳电机本身的开关，而不跳主变，只有当电机本身的开关及控制保护回路有问题没跳时，主变的开关才做为后备保护跳。我们除了加强设备维护外，还可以通过以下两种方法使这种越级跳闸不发生或者少发生。

1）找继电保护整定值计算的更加专业人员，重新计算保护整定值，看能否做到把主变的速断整定值调大，躲过电机短路的短路电流，利用过流保护做电机短路的后备保护。但是由于高压电机离我们的6kV高压配电室距离近，电机端子处的短路电流与6kV母线处的短路电流相差不是很大，要做到这点有点困难。我们实际计算的短路电流值如下，最小运行方式下，三相短路电流为6.78kA，二相短路电流为5.87kA，根据这计算值，要考虑灵敏度校验等因素时，把主变的速断整定值再加大很多也比较困难。

2）利用现有的速断电流整定值，在主变的速断保护上加一定延时，就延时0.1～0.2s，让电机本身的断路器先保护动作，而主变躲过时间不动作，主变速断作为电机短路的后备保护。这方法最简单并且也有效，但当6kV母线发生短路时速动性就要差点。

我们现在的做法是把主变速断动作加延时0.1 s，根据我们把主变整定值速断加延时后的运行情况来看，这段时间内没有再发生由于高压电机烧毁而引起主变越级跳闸的现象，2014年4月3日我们的1＃锅炉引风机烧毁就没有引起主变跳闸。要完全防止越级跳闸发生，很难做到，但通过加强设备维护保养、整定值的精确计算、整定值的精确调试等，可以避免越级跳闸发生或者减少发生。