变配电站越级跳闸有关问题分析

变配电站的进出线发生越级跳闸会使事故造成的停电范围扩大,增加事故停电造成的损失。造成越级跳闸的原因除断路器本身故障拒动外,与变配电站进出线继电保护设置、所选继电保护产品质量、安装与调试以及保护整定值计算有着密切的关系。
从进出线继电保护设置来分析,合理选择进出线继电保护级数对发生越级跳闸有一定影响。对于由专用电源供电的变配电站,从上一级变配电站出线开始,本变配电站的电源进线与出线共计三级保护。上一级变配电站为电力系统变配电站时,为保证电力系统运行的稳定性,用户变配电站的电源进线保护都要由供电部门来整定。一般带延时速断的延时整定的都比较小,有些甚至要求采用不带延时速断。这样当用户变配电站的出线断路器出口发生断路事故,发生越级跳闸的几率就非常高。
电力系统有些终端站就取消了电源进线保护。用户有总配电站时,其分变电站电源进线保护也可以取消,减少一级保护,有利于继电保护的选择性配合,发生越级跳闸的几率就可以减少。当分变电站出线断路器出口发生断路事故,出线速断保护动作跳闸。如果出线速断保护拒动,总配电站该路出线过电流保护作为后备。
当分变电站母线发生断路事故,总配电站该路出线过电流来保护。如果总配电站该路出线有不带延时电流速断、带延时电流速断与过电流保护三段保护。不带延时电流速断为主保护,带延时电流速断为本出线及分变电站出线不带延时电流速断的后备保护、以及分变电站母线保护的主保护。过电流保护可为上述各种保护的后备保护。
对于分变电站的变压器出线,变压器低压侧出线、低压侧进线与分变电站的高压出线也有三级保护。分变电站的高压出线采用变电站综合自动化(微机保护)后,根据上述分析,也可以将两级保护,将低压侧进线取消。
国外防止发生越级跳闸最有效的方法是采用保护选择性连锁技术(zone selective interlocking 简称ZSI )。当下一级电流速断保护动作的同时,向上一级发出事故信号;上一级保护在收到下一级保护发来的事故信号后,电流速断保护加延时作为后备,上一级保护在收不到下一级保护发来的事故信号时,电流速断保护不加延时作为主保护动作。这样即保证了主保护的动作时限最短,又有效防止发生越级跳闸。在同一个变配电站内部进出线之间采用保护选择性连锁技术(ZSI)非常方便,国内变电站综合自动化(微机保护)也开始增加保护选择性连锁功能。
保护整定不合理也是发生越级跳闸的一个主要原因。上一级变配电站出线、本变配电站的电源进线与出线三级之间的保护选择性主要靠时间级差来配合,时间整定一定要合理。有备用电源时,如果备用电源的短路容量与主供电源的短路容量相差比较大,备用电源进线保护整定值就比较小。在备用电源投入运行时,各出线保护整定值就需要进行核算,不符合选择性要求时就会发生越级跳闸。
母线分段断路器的电流速断保护在合闸后都要求退出。变电站综合自动化(微机保护)母线分段断路器的电流速断保护可以自动退出,即具有母线充电保护功能。退出的目的也是为减少一级电流速断保护,降低发生越级跳闸的几率。