10kV变配电站越级跳闸与速断保护设置有关问题分析

10kV变配电站越级跳闸与速断保护设置有关问题分析

10kV变配电站出线发生短路事故后，发生短路事故的出线断路器电流速断保护跳闸，只有在出线断路器据动时，电源进线的电流速断保护延时跳闸。电源进线与出线断路器的电流速断保护配合不好，出线发生短路事故时同时跳闸，即越级跳闸，造成全站停电，扩大事故停电的范围。因此如何防止变配电站继电保护越级跳闸，应引起设计与运行单位的重视。
有一10kV变配电站一次系统为单相线分段。两路10kV进线一路为主供，一路为备用。发生过一次220／380V低压侧断路器爆炸事故，变配电站所有10kV断路器全部跳闸，引起全站停电达一个多小时，才恢复供电。
经过现场调查分析，220／380V低压断路器本身质量有问题，变压器低压侧进线断路器上刀口发生三相短路，致使断路器爆炸，此时本台变压器的10kV断路器保护应选择性跳闸。电源进线断路器，特别是其他无事故的出线断路器不应跳闸。
本变电站采用了变配电站综合自动化装置（微机保护），通过事故纪录发现全站所有断路器在同一时间跳闸，而且都为记录为失压跳闸。经进一步调查，发现本变电站上一级也发生误跳闸。在本变电站上一级发生误跳闸后，变电站失去电压，因此在同一时间全部断路器发生失压跳闸，微机保护本身没有问题。
从保护整定上分析，变压器出线的速断保护应躲过变压器的空载合闸励磁电流与变压器低压侧母线处的短路电流，当母线处220／380V低压断路器出口发生相间短路事故，变压器低压侧的进线断路器应速断跳闸，变压器10kV出线断路器过电流保护作为后备保护，由于事故发生在变压器低压侧进线断路器上刀口后，本台变压器的10kV出线断路器保护跳闸是正确的。
发生事故时本变电站备用电源投入运行。备用电源不是专用线，而是仍然由施工时的临时电源树干式供电，采用高压跌落式保险作保护。跌落保险的熔丝额定容量没有经过核算，仍然采用施工过程中临时电源选用的50A跌落保险。变压器220／380V低压侧进线处短路，致使跌落保险先熔断，造成全站停电。另外一般除了高压电动机与高压电容设置低电压保护外，变配电站电源进线与变压器出线不应设置低电压保护。但是当上一级电源跳闸后，不设置低压保护，断路器不会跳闸，上一级电源跳闸也会造成全站停电。
通过以上事故的分析可以发现，对于一路主供，一路备用，单母线分段的10kV变配电所，速断保护一般按主供电源供电时的短路电流来整定，当备用电源供电时的短路电流比主供电源供电时的短路电流小很多时，在备用电源供电时，如果不改变速断保护定值，一旦出线断路器出口发生短路事故，也容易引起上一级备用电源越级跳闸而造成全站停电。采用微机保护后，定值设置比较方便，在主供电源供电与备用电源供电短路电流相差比较大时，最好事先计算出两套速断保护定值，根据主供与备用电源运行方式来设置速断保护的不同定值，这样可以防止在备用电源投入后，出线断路器出口发生短路事故时，发生越级跳闸。电力系统微机保护装置有两套保护定值，通过开关量输入来自动选择需要投入的保护定值。工业与民用建筑变配电站微机保护产品开发也可以考虑增加这一功能。