10kV系统快切装置动作故障分析.docx

10kV系统快切装置动作故障分析 刘兴华+张立英摘 要：2014年10月，青铜峡铝业股份公司宁东铝业分公司供电车间空压站10kV系统新增快切装置调试过程中出现I段母线失电，快切装置动作失败，造成该段母线失电，5台空压机及1台发电机跳机故障通过本次事故，分析该系统快切装置拒动原因，提出合理的的运行方式，防止出现快切装置误动事故关键词：快切装置；供电系统；继电保护一、 故障前运行方式空压站两路10kV电源分别引自10kV总配207、208开关柜，接带空压站两台进线开关柜901、902空压站Ⅰ、Ⅱ段母线各带5台空压机、1台循环水变及汽机Ⅰ、Ⅱ段联络线总配进线开关207、208，空压站进线开关901、902及汽机联络线开关915、916，汽机进线开关101、102全部在运行状态，母联开关300、900、100全部在热备状态，空压站母联柜快切装置投运空压站Ⅰ段5台空压机及1台变压器运行，负荷约5500kW汽机车间1#发电机运行，额定功率6000kW，故障前接近满负荷运行具体运行方式见图1二、 故障原因1.故障经过2014年10月22日，供电车间与快切装置厂家将快切装置安装完毕后进行模拟空压站Ⅰ段电源失电，母联自投的动态试验。

试验时运行人员断开总配901开关，出现母联900自投不成功，空压站Ⅰ段所带5台空压机（3#空压机、5#空压机、7#空压机、9#空压机、11#空压机）及汽机发电机全部跳机故障2.原因分析根据保护故障波形及快切装置切换报告分析，切总配207开关后，空压站1#进线901失电，快切装置无流起动（快切装置无流起动条件是电流小于0.05A，频率小于49.5Hz，两者同时满足条件）受1#发電机影响，207开关断开后，空压站Ⅰ段母线频率不能立即降到49.5Hz，快切装置不能立即启动，错过了划差快速切换的时间经一段时间的延时后，汽机1#发电机因负荷不平衡，OVP保护跳机，空压站Ⅰ段母线频率逐步降到49.5 Hz，快切装置满足无流启动的判据条件，这时Ⅰ母残压已经滞后于Ⅱ母电压角度差为142在非安全区，需要等待残压下降到实时快速切换设定参数（角差，压差，频差内）采用实时快速切换方式由于实施快速切换装置默认的允许合闸的压差、角差频差较大母联900合闸时快切装置检同期时捕捉到网侧（Ⅱ母）与待并侧（Ⅰ母）电压差ΔU=135.74%、角差Δθ=-830，在母联900合闸瞬间冲击电流（约2400A左右），超过母联900速断定值（速断值900A，延时0s），所以母联速断保护动作跳闸，发电机速断保护跳闸，空压机因母线失压，低电压保护跳闸。

图2为母联900切换时速断保护动作波形图3.装置动作报告起动时间：2014/10/22 15：27：23：586起动方式：无流起动切换方向：进线1→母联切换方式：串联实现方式：实时快速切换切换结果：切换成功01切换起动：Uab2 99.90% ΔU=190.96%Uab1 101.83% Δf=0.52Hzf2 50.03 Hz Δθ=142.40f2 49.51 Hz Δf/Δt=0.00Hz/sIa1 0.00A 进线1开关 合位Ia2 0.33A 进线2开关 合位母联开关 跳位02跳进线1开关开始：Uab2 99.90% ΔU=190.96%Uab1 101.83% Δf=0.52Hzf2 50.03 Hz Δθ=142.40f2 49.51 Hz Δf/Δt=0.00Hz/sIa1 0.00A 进线1开关 合位Ia2 0.33A 进线2开关 合位母联开关 跳位03跳进线1开关成功：Uab2 100.19% ΔU=195.5%Uab1 101.88% Δf=0.54Hzf2 50.03 Hz Δθ=150.70f2 49.49 Hz Δf/Δt=0.00Hz/sIa1 0.00A 进线1开关 跳位Ia2 0.33A 进线2开关 合位母联开关 跳位04合母联开关开始：Uab2 101.11% ΔU=135.74%Uab1 101.96% Δf=0.69Hzf2 50.03 Hz Δθ=-830f2 49.34 Hz Δf/Δt=0.00Hz/sIa1 0.00A 进线1开关 跳位Ia2 0.33A 进线2开关 合位母联开关 跳位05合母联开关成功：Uab2 100.94% ΔU=119.49%Uab1 102.11% Δf=0.71Hzf2 50.04 Hz Δθ=-72.10f2 49.32 Hz Δf/Δt=0.00Hz/sIa1 0.00A 进线1开关 跳位Ia2 0.33A 进线2开关 合位母联开关 合位4.结论在该次故障发生的主要原因是试验人员对系统不熟，没有考虑到发电机对系统的影响，只按照常规快切装置的试验方法进行试验。

第二，试验前，技术人员未充分了解快切装置无流切换的条件，忽略了发电机及空压机旋转电动势对母线频率的影响第三，快切装置残压切换时设置门槛值过高，装置在电压差ΔU=135.74%、角差Δθ=-830的情况下合母联900，造成母联冲击电流过大，900合闸失败第四，母联900开关速断保护定值未及时校正，以配合快切装置动作三、 改进措施1.减小快切装置实时快速切换允许的角差范围，降低母联合闸时的冲击电流，防止造成母联、发电机电流冲击过大同时调整母联速断定值及延时，以躲过母联合闸冲击2.更改快切装置启动判据，取消频率判据条件或提高频率切换值，减少系统切换时间，使快切装置尽可能在第一轮划差阶段实现快切3.在汽机发电机发电运转期间，禁止投入空压站快切装置参考文献：[1] 李玉华、霍大勇，供电线路不当投切的事故分析[J].工业安全与环保，2010，36（3）：26-29.[2] 段俊程，供配电系统的可靠性和连续性[J]，建筑电气，2008（8）：0-13.endprint -全文完-。