工厂供电系统中级差保护配合方案探析

　　摘   要：　工厂供电系统多采用电缆线路, 其截面大、长度短, 给线路保护级差配合增加了难度, 在线路末端出现短路故障时易造成越级跳闸事故发生。为此, 针对某110kV新建变电站出现的越级跳闸事故, 对各线路保护定值时间重新进行校验, 为下级出线留出时间配合空间, 以满足保护选择性要求。

　　关键词：　工厂供电; 保护定值; 越级跳闸;
 

　　0、 引言

　　工厂供电系统中, 多采用电缆线路, 其线路短、短路阻抗小, 很难通过计算短路电流来满足电流级差配合要求。尤其是为节约投资, 多数工厂采用串联式供电系统, 其级差多, 越级跳闸事故频繁。为此, 本文通过具体案例来阐述级差保护配合方案。

　　1、 事故简介

　　为替代旧35kV变电站, 某厂新建一座110kV变电站。该110kV变电站投运后, 将原35kV变电站所带负荷转接至该变电站6kV出线, 调整供电后全厂保护定值未进行统一校验。

　　供电线路情况:该110kV变电站配变电源出线654线路为YJV1×400mm28.7/15kV (电阻为0.063Ω/km) 电缆, 每相2根, 线路全长200m;尿素出线663线路为YJV22 3×240mm2 (电阻为0.063Ω/km) 电缆, 2根并联运行, 线路全长160m;#1冰机电机6631出线为YJV223×95mm2电缆, 线路全长50m。故障时的系统运行方式如图1所示。
 

　　2016年8月14日7时0分21秒239毫秒, #1冰机电机绕组短路, 引起尿素出线663开关及110kV变电站配变电源出线654开关同时跳闸, 造成全厂停车。同时, #1冰机电机出线6631保护装置电源板损坏, 保护拒动。

　　事故发生时, 尿素出线663开关保护过流I段保护动作, 动作值Ia=40.01A, Ib=40.82A, Ic=40A, CT变比为500/5A;配变电源出线654开关保护过流II段动作, 动作值Imax=27.06A, CT变比为800/5A。

　　查阅装置定值单后, 得知尿素出线663开关 (微机保护为KLD-9211) 过流I保护动作定值为38A/0.3s, 过流II保护动作定值为24A/0.6s, 过流III保护动作定值为12A/0.9s, CT变比为500/5A;配变电源出线654开关 (微机保护为CSC-211) 过流I段保护动作定值为37.5A/0s, 复压闭锁投入, 过流II段保护动作定值为25A/0.3s, 过流III段保护动作定值为12A/0.8s, CT变比为800/5A。

　　2、 保护动作分析

　　由于#1冰机保护装置电源板损坏, 电机发生短路故障时保护装置拒动, 因此造成越级跳闸。尿素出线663开关保护定值中的过流I段保护时间未与配变电源出线654开关过流I段保护时间配合 (无0.3s级差) , 短路时故障电流既达到了663开关过流I段电流定值又达到654开关过流II段电流定值, 故两级保护同时跳闸。

　　综上所述, 管理不到位, 新站投运后未及时重新校验定值, 是造成本次两级保护同时跳闸的原因。

　　3、 整改及防范措施

　　通过现场检查及动作分析, 本次事故应采取以下防范措施。

　　(1) 对#1冰机6631出线保护装置进行维修, 恢复保护功能, 防止越级跳闸事故再次发生。
　　(2) 由于工厂供电线路短, 短路阻抗小, 电流级差无法通过短路电流计算实现配合, 因此通过时间级差配合保护的选择性。

　　一般电磁型时间继电器级差取0.5s, 晶体管、微机型级差取0.3s, 反时限取0.7s。对110kV变电站配变电源出线654保护定值重新校验, 配变电源出线654开关过流I段保护动作延时应在0.3s以上, 过流II段保护动作延时应在0.6s以上。但是110kV变电站主变保护低后备保护中, 低压侧复压闭锁过流I段为短延时速断保护 (无复压闭锁) , 0.6s跳6kV分段, 0.9s跳6kV主进开关, 1.2s跳主变高低压侧及桥开关 (同时闭锁高压侧备自投, 闭锁功能按高压侧备自投定值单执行) , 因此配变电源出线654开关过流I段延时最长为0.3s, 造成保护无时间配合条件。为解决保护时间配合问题, 联系市供电公司调度室对110kV主变保护定值进行重新校验, 增加保护延时。重新校验后, 110kV主变低后备保护定值改为低压侧复压闭锁过流I、II段1.6s跳6kV分段, 1.9s跳6kV主进开关, 2.2s跳主变高低压侧及桥开关 (同时闭锁高压侧备自投, 闭锁功能按高压侧备自投定值单执行) 。配变电源出线654开关时间定值调整为过流I段0.6s, 过流II段0.8s, 过流III段1.2s, 为下级出线留出时间配合空间, 经修改后满足配合要求。
　　(3) 落实包机制, 明确责任人, 加强电缆及保护装置日常巡检工作, 发现问题及时处理。

　　4、 结束语

　　工厂供电系统中, 供电线路短路电流首端与末端几乎一致, 保护选择性必须通过时间级差来保证。继电保护是电网安全可靠运行的保证, 而保护定值的配合整定、投退工作应引起足够重视, 避免事故扩大。