消弧线圈并联小电阻接地方式下开关越级跳闸的案例分析

消弧线圈并联小电阻接地方式下开关越级跳闸的案例分析

周俊宇

(广东电网有限责任公司云浮供电局广东云浮527300)

摘要：本文就一起某变电站10kV出线接地故障导致主变变低开关越级跳闸的事故进行分析，剖析该起事故中开关越级跳闸的深层原因，并针对此事故提出了相关的防范措施。

关键词：消弧线圈并联小电阻接地系统；单相接地；零序保护；越级跳闸；ISA-351G；

前言：近年来，为了降低10kV消弧线圈接地方式下线路单相接地持续运行造成的人身风险，许多变电站进行了技改，采用消弧线圈并联小电阻的接地方式，并配置零序保护，在10kV开关间隔均配备独立零序CT。当10kV出线发生瞬时接地故障时，由消弧线圈自动补偿，减少故障点残流，保证电弧快速熄灭，而当10kV出线发生永久性接地故障时，短时投入小电阻，配合继电保护装置切除故障线路，保障设备和线路安全。但是由于保护装置设计缺陷或作业人员误接线误整定等原因，在10kV出线发生永久性接地故障时保护未能有效切除故障线路，导致主变变低开关越级跳闸。本文就一起主变变低开关越级跳闸事故进行分析，剖析该起事故中开关越级跳闸的深层原因。希望通过本次事故分析，提醒大家现场工作要认真细致，遇到疑问及时反馈，避免盲目作业，以免同类事故再次发生。

一、事故经过

（1）事故前运行方式

某变电站10kV接线方式为单母分段接线方式，#1主变变低501开关运行供10kV#1M母线负荷，#2主变变低502开关运行供10kV#2M母线负荷，10kV分段512开关在热备用状态，10kV分段备自投正常投入。10kV#1站用变、#1接地变接10kV#1M母线运行，10kV#2站用变、#2接地变接10kV#2M母线运行。接地变中性点经消弧线圈并联小电阻接地。

（2）事件经过

某日，该变电站10kV#1接地变保护高压零序过流1、2时限动作，低压零序过流1、2时限动作，跳开#1主变变低501开关，造成10kV#1M母线失压。

运行人员随即赶到现场，穿上绝缘鞋，戴上绝缘手套后到达10kV#1高压室检查一次设备，发现#1高压室有浓烟及烧焦的味道，立刻开启通风装置，待浓烟消散后进入高压室检查，检查发现10kV#1接地变保护装置动作告警，接地变本体有烧焦味道，其他设备未发现异常。运行人员立即将相关情况汇报调度，断开失压母线上所有开关。调度下令将10kV#1接地变由热备用转检修。

随后运行人员详细检查各保护装置的动作情况，只有#1接地变保护装置动作，故障零序电流1.93A。10kV#1M母线上其他间隔保护无动作或启动报文，#1主变变低后备保护无动作和启动报文。

经配网运维人员巡线检查，发现10kV702出线#03杆处B相避雷器烧毁，导致10kV702出线发生B相接地故障。故障线路10kV702出线保护装置厂家为深圳南瑞科技有限公司，型号为ISA-351G。

在确认故障线路后，调度下令将10kV702开关及出线转检修，合上#1主变变低501开关，对10kV#1M母线充电，充电正常，随后恢复无故障的10kV出线供电。

事故发生后，试验人员对10kV#1接地变551开关进行了机械特性测试、直流电阻和绝缘电阻测试，结果均正常。对10kV#1接地变中性点避雷器、中性点PT、消弧线圈、消弧线圈CT、中性点接地电阻装置等一次设备进行相关试验，试验结果均正常。

二、ISA-351G装置零序保护动作逻辑

ISA-351G为馈线保护测控一体化装置。该装置的零序保护兼容不同的接地方式，可满足不同接地系统的要求，对于不接地系统，采用零序方向过流保护，动作于告警或跳闸，其中方向元件可投退；对于小电阻接地系统，采用零序过流保护和零序过流加速元件，动作于跳闸。装置为此提供了两个零序电流的交流输入通道3Iol和3Iog，分别应用于不同的接地方式，具体说明详见图一：ISA-351G装置零序保护原理。

该馈线保护特别之处在于：ISA-351G装置应用于不同接地系统时，需在厂家配置菜单中将功能配置出来，否则不能显示另一套接地系统的参数设置，比如当中性点接地方式选择为经消弧线圈接地或不接地系统时，则适用于小电阻接地系统的零序过流、零序过流加速段均为不可见，即定值清单中不会出现该两项定值（配置说明详见图二），为定值整定人员误整定埋下伏笔。

三、开关越级跳闸原因分析

事故发生后继保人员对10kV702馈线保护进行零序CT升流及保护装置调试，调试结果显示，装置零序保护跳闸功能异常，导致该出线发生单相接地时保护装置不启动，保护不动作。

前面已经分析了ISA-351G馈线保护装置设有两套零序保护定值，两个零序电流输入通道。输入通道方面，该站10kV接地变消弧线圈加装小电阻接地装置项目于2018年底完成投产，施工方按图施工，采用3Iog通道，没有问题。但是在定值设置中（图三黑色方框），零序保护栏中小电流零序保护投退、小电流零序保护方向投退、小电流零序保护跳闸投退、小电流零序电流定值及时限均为中性点经消弧线圈接地或不接地系统的定值。由于该站10kV接地方式已改为消弧线圈并联小电阻的接地方式，应采用零序过流保护和零序过流加速元件（详见图二）。因此，零序保护定值与通道选择不匹配。

由于ISA-351G装置配置问题，当中性点接地方式选择为经消弧线圈接地或不接地系统时，零序过流保护和零序过流加速元件配置为退出，与此两项保护元件相关的定值和出口都变为不可见，而定值整定人员没有发现这一点，导致定值配置错误，定值整定出错。

而现场调试人员按照定值单调试时不能调试出零序保护功能，就擅自修改装置配置，调出并投入零序过流保护跳闸功能，传动试验正常，待调试结束后恢复装置原配置和定值，而且没有将该情况反映给现场验收人员及系统部整定计算人员。

综合事故现场检查情况及保护装置调试结果，现将事故具体原因列明如下：

（1）10kV702出线#03杆处B相避雷器烧毁后，导致线路单相接地故障，产生一次值高达290A的零序电流。

（2）因为10kV702馈线保护装置小电阻接地系统的零序保护没有投入，只投入了中性点不接地系统的零序保护，所以该出线保护没有动作。

（3）10kV#1接地变定值为，高压零序过流：定值0.53A，变比150/1，低压零序过流：定值0.4A，变比200/1；高、低压零序过流1时限6.3S，2时限6.6S，3时限6.9S（详见图四）。装置检测到一次值为290A的零序电流，6.3秒延时后高压零序过流1时限和低压零序过流1时限动作，闭锁10kV分段备自投，6.6秒延时后高压零序过流2时限和低压零序过流2时限动作，跳开#1主变变低501开关，从而造成该站10kV#1M母线失压。

四、防范措施

（1）加强继保定值管理。提升定值管理人员技能水平，掌握各种馈线保护配置中零序保护功能的不同之处，特别是小电阻接地方式下的零序保护功能的配置会有所不同。

（2）加强现场作业管控，禁止施工单位野蛮作业，擅自修改装置配置。传动调试过程中需核实清楚保护装置功能及定值情况，遇到疑问应及时向项目负责人及相关专业人员反馈。

（3）规范验收作业流程，验收人员应全程参与保护传动调试过程，确保调试人员严格按照继保定值单定值参数和施工方案进行传动调试。

（4）完善站内厂家资料、图纸管理，设备投产时应敦促施工方尽快落实好相关图纸资料的电子化移交和纸质版材料的移交，方便运行人员和检修人员验收和查找资料。

结束语

本文通过分析一起主变变低开关越级跳闸事故，找出开关越级跳闸的根本原因。阐明了10kV电网中性点接地方式改造过程中，如果馈线保护定值与系统接地方式配合配置不当，会造成馈线保护拒动的情况出现，从而导致开关越级跳闸，扩大事故范围。

因此，在10kV配网系统中性点接地方式改造项目中，应提升定值管理人员技能水平，熟悉各种馈线保护配置中零序保护功能的不同之处，特别是小电阻接地方式下的零序保护功能的配置会有所不同。加强现场作业人员及验收人员的业务技能水平，传动调试过程中需核实清楚保护装置功能及定值情况，遇到疑问应及时向项目负责人及相关专业人员反馈，禁止擅自修改装置配置，避免同类型事故再次发生。

致谢

云浮供电局变电管理所继保班伍东生师傅对本文的修改提出了宝贵的意见，谨此致谢！

参考文献：

[1]《深圳南瑞ISA-351G技术说明书》，深圳南瑞继保有限公司

[2]《ZTJD系列智能型接地补偿消弧线圈限压装置产品说明书》，北京电力设备总厂

[3]《电力系统继电保护》，中国电力出版社，2008

[4]《消弧线圈并联小电阻的灵活接地方式》，《广东电力》第27卷，第6期2014年6月，黄志方、魏立新、李刚编著

[5]《继电保护及安全自动装置检验条例》，中国电力出版社，2007