一起低压进线过电流保护误跳闸事件分析

一起低压进线过电流保护误跳闸事件分析

席浩然

中国石油化工股份有限公司天津分公司电仪部电仪作业四区 天津 300000

摘要：介绍某石化公司400V系统一起低压进线异常过电流跳闸事件。笔者通过对继电保护装置记录、现场人员描述、现场接线详细查询，剖析了跳闸原因、提出了排查要求。经制定检查方案并整改后，隐患消除。文件最后提出了预防和改进措施。

关键词：低压进线；继电保护装置；改造；电流互感器；母排紧固；质量管理

400V系统低压进线和分段过去常采用框架式断路器，电流保护由框架断路器自带的电流脱扣模块实现。随着近些年来电流脱扣线圈寿命逐渐到期，现场偶发脱扣线圈误动作的案例；框架断路器电流保护还存在试验不方便等因素；随着人员的不断减少，无人变电所逐级增多，低压综合自动化系统要求不断提高，将低压进线和分段状态引入监控后台需求不断增加。综合以上因素，近些年来，在新项目的设计中提出了由中压继电保护装置实现低压进线和分段保护的思路。目前已成熟应用。2020年大修，针对一些不具备低压柜更新的框架断路器运行年限长、由400V供电的重要变电所，上报并实施了低压框架断路器电流脱扣线圈改中压综保实现电流保护的低压进线和分段改造项目。本文从一个保护改造变电所一起低压进线异常过电流保护跳闸事件出发，剖析了事件原因，给出了处理建议，提出了预防和改进措施。

1 事件经过

1.1 事件起因

2020年5月，某石化化工区域PET低压变电所实施了框架断路器电流脱扣保护改中压综保项目，但是当时未与厂家深入沟通，未拆除框架断路器本体电流脱扣线圈。投入运行后，该作业区定于2020年6月29日进行该变电站380V-I、380V-II段进线及分段断路器本体脱扣跳闸线圈的拆除工作。

（1）11:30，合入6kV B600分段。

（2）11:50，将低压Ⅰ、Ⅱ段分段4012断路器脱扣线圈拆除。

（3）12:00，合入低压Ⅰ、Ⅱ段分段4012，停低压Ⅱ段进线42（41带Ⅰ、Ⅱ段全部负荷）。

（4）12:02，Ⅰ段进线41长时限过电流跳闸，现场人员判断下级无故障后立即恢复分段运行方式（41、42断路器脱扣线圈拆除工作暂停）。

此事件造成聚酯15区短时失电，影响该区域的正常开车。

1.2 存在疑点

（1）分段运行时设备正常，没有超负荷的情况下，为什么由41带全部负荷时出现长时限过电流跳闸？

（2）操作过程中，存在哪些问题？

（3）长时限过电流跳闸的直接原因是过电流吗？

虽然当时立即恢复了正常供电，但是以上疑点必须检查确认清楚。

2 数据采集

2.1综保数据采集

变压器参数：容量1600kVA，额定电流153.96/2309.4A。低压进线变比3000/5。查询综保信息，继电保护装置保护定值见表1。

表1 继电保护装置保护定值

表1中长时限过流保护为反时限，曲线为IEC normal inverse-time，时间常数k=1.6。公式：

由表1可见：长时限过电流一次启动值为3.8×（3000/5）=2280A，动作值为2280的1.1倍即2508A，现场当时负荷并没有这么大。

2.2 41回路保护电流显示与计量电流实时显示对比

恢复单母分段正常运行方式后，查看41进线电流表实时显示，三相均为600A左右，而保护装置三相显示分别为0.58kA、0.60kA、1.16kA，见图1。

图1 41进线保护装置电流显示

由图1可见：保护装置显示C相电流为A相电流的2倍，A、B相与计量表计显示基本一致，而C相明显显示有误。

在保护改造中，因新增了中压保护装置，需配套三相保护用电流互感器（以下简称CT），其中A、C相变比为3000/5。因变比为3000/5的CT体积过大，无法在B相母排直接安装，因此设计人员在B相两个并列分支母排中的一个上设计了变比为1500/5的CT，理论上测得的电流与B相整体加3000/5 CT相同。经现场检查，还发现B、C接线有误，进入保护装置的B相与C相接反。故保护装置显示C相电流实则为B相的电流。

但是，本来B相一个分支的电流应该是正常相的一半，结果在显示中实际为C相是其他正常相的2倍，是B相一个分支的4倍。

为了确定两个分支电流的实际分配情况，技术人员利用电能质量分析仪现场对两个分支的电流进行了实际检测，结果一个分支电流为零，接保护CT的分支流过全部该相电流。

3 原因分析

3.1 直接原因

从电能质量分析仪测量结果基本确定：41母线B相存在母排一个分支开焊或未连接的隐患。I段41进线带全部负荷后，C相（实际为B相，施工单位接线错误）电流按变比1500/5即除以300折算进入保护装置，而其他两相按3000/5即除以600折算后进入保护装置，那么B相折算后的电流变成了其他相运行电流即实际电流的2倍，超过定值，长延时过流保护动作，跳开41断路器，造成I、II段同时失电。

3.2 管理原因

（1）保运单位技术能力不足，运维主体职责意识不强。对于本次PET变电站的低压断路器，摘除跳闸线圈并不是复杂的技术难题，保运单位未有效实施，没有承担起其变电站运维管理的职责，贻误大修时处理的最佳时机。

（2）施工质量不良。41进线B相两个分支回路电流相差很大，反映了一次铜排连接、紧固上存在检修不良。另外，保护显示的是C相电流造成过流保护动作，实际情况应为B相电流，施工单位接线存在错误。

（3）施工单位试验项目不全，作业区试验监督管理不到位。电流与电压采样是综保试验最基本的一步，施工单位未发现问题，作业区未监督到位，将隐患带入运行阶段。

（4）保运单位巡检、操作质量差。新设备安装后，未对保护装置中的测量量等详细信息进行查看，尤其是这种非标准安装方式的设备，更应仔细检查，投运一个多月都未能及时发现三相电流存在的异常。事件发生当日，倒闸操作过程中，没有在系统合环、解列后认真检查负荷转移分配情况（当时41进线保护应有保护起动的显示），错过最后避免全停的机会。作业区管理不严格，对于新改造综保采样电流的检查流于形式，未有效推动执行。

4 检查和整改

作业区申请变压器停电检查。在母线检查中发现，B相母排无电流的分支有一处螺栓只安装但未紧固，见图2。

图2 母排分支母线螺栓未紧固处

如图2所示，标记内螺栓安装后内侧未紧固，造成母排分支断开，该分支电流为零。另一分支流过全部电流。

在紧固完成后，纠正了B相和C相端子排接线。整改完成后，经送电检查三相电流显示均正常，隐患消除。

5 结论及建议

5.1 结论

母排紧固不到位，三级质量验收流于形式，未严格实施。

5.2 建议

（1）要求保运单位增强运维主体职责意识。加强作业区内部管理，强化专业管理意识，督促保运单位安全、优质地完成其保运运维职责。

（2）加强更新改造项目质量监督、继电保护装置试验监督，下发相关管理要求。

（3）必须做投运后综保采样电流的检查，记录运行电流。

（4）针对此次事件认真分析总结，举一反三排查其他类似回路。

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