白雪松 李朝巖 李彤 路義龍

摘要：近年來電力系統(tǒng)快切裝置隨著快切技術(shù)的日益成熟得到廣泛應用，在發(fā)電、石油化工、冶金等對供電系統(tǒng)穩(wěn)定性要求較高的行業(yè)應用更加普遍，本文對一起6kV快切裝置切換失敗的原因進行了分析，并提出了相應的解決方案，旨在通過本文的論述，對快切裝置的應用及保護改進有所借鑒。

關(guān)鍵詞：快切裝置；切換失??；原因分析

某化工企業(yè)2008年進行了線路光纖差動保護以及快切改造，光線差動保護用于進線全線路保護，快切裝置用于實現(xiàn)變電所母線失電快速切換備用電源功能，實現(xiàn)在母線失電事故情況下備用電源快速投入，確保供電持續(xù)，從而提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但如果進線保護與快切裝置保護的配合不當，將導致快切裝置在系統(tǒng)故障時切換失敗，使快切裝置無法實現(xiàn)快速切換功能，本文對某廠6kV快切裝置切換失敗的原因進行了分析，并提出了相應的解決方案，

1.事故經(jīng)過

某廠6kV變電所電力系統(tǒng)運行方式為1#進線、2#進線分段運行，母聯(lián)開關(guān)熱備用，每條進線可帶全所兩段6kV負荷，兩條進線各裝設南瑞RCS9613CS光纖差動保護裝置用于進線保護，母聯(lián)柜裝設南瑞RCS9611CS保護裝置，隔離柜裝設ABB SUE3000快切保護裝置，供電系統(tǒng)圖見圖1

2012年10月3日該6KV變電所由于電力供電系統(tǒng)出現(xiàn)接地過電壓事故，導致2#進線電纜頭柜內(nèi)進線電源電纜A相電纜頭的一根引線絕緣擊穿，2#進線A相電纜對屏蔽層放電，2#進線縱差保護動作開關(guān)跳閘、過流Ⅰ段保護動作，SUE3000快切裝置接到2#進線柜過流閉鎖信號，未進行切換動作，母聯(lián)切換失敗，2#母線失壓。運行人員在查找出事故原因后，將已跳閘的2#進線開關(guān)抽出，手動合上母聯(lián)開關(guān)，回復Ⅱ段母線供電。

2事故過程分析

1）進線1以及進線2 A相電流波形分析

如圖2，故障發(fā)生在波前時間-77ms，在波前時間50ms時，故障電流達到最大，其瞬時值為3348A，方向由母線指向故障電纜，該反饋故障電流經(jīng)過2.5個周波后，其交流分量衰減完畢，平均周期21.92Hz.

2）母線A及母線B AB相電壓分析

如圖3，故障發(fā)生在波前時間-77ms，經(jīng)過0.75個周波后故障相電壓迅速衰減完畢，衰減后的電壓維持在大約300V（有效值）左右，此時的電壓波形為非正余弦周期波形，在故障斷路器分閘后，該電壓值抬升1000V（有效值）左右。

此次事故中由于故障發(fā)生在進線柜電纜頭處，在故障發(fā)生瞬間2#進線柜保護器檢測到過電流信號，發(fā)出閉鎖快切裝置信號，同時在2#進線斷路器跳閘后，Ⅱ段因所帶電動機負荷較大的原因，電動機失電后轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動使電動機處于發(fā)電狀態(tài)，向Ⅱ段母線充電，致使Ⅱ段母線電壓抬高。進線綜合保護器的過流閉鎖信號導致快切裝置未動作，未發(fā)出分事故進線斷路器、合母聯(lián)斷路器的切換指令，導致Ⅱ段母線失壓。

光差啟動快切的保護功能是在線路電纜發(fā)生故障時，通過進線上下級光纖差動保護器的實時通訊功能，瞬間分開饋線側(cè)以及進線側(cè)斷路器，同時進線側(cè)斷路器發(fā)出啟動快切裝置快速切換命令，合母聯(lián)斷路器開關(guān)，達到備用電源帶全所負荷的目的。

進線過流閉鎖快切裝置是為了在故障母線發(fā)生過流事故時，進線斷路器過流跳閘后，閉鎖快切裝置合母聯(lián)開關(guān)命令，避免將備用電源切向過流事故段導致事故擴大，而本文的事故中，事故發(fā)生在進線柜電纜頭處，故障時過電流從母線反饋向故障電纜，其實質(zhì)過流故障并不是發(fā)生在母線上，理論上應啟動快切裝置的快速切換功能，而進線綜合保護器因過電流檢測未設定方向性，導致進線綜合保護器在檢測到過流信號后，向快切裝置發(fā)出過流閉鎖信號，閉鎖快切動作，從而導致快切裝置切換失敗。

3處理措施

針對事故的原因分析，采取如下措施：

1）進線綜合保護裝置過流設定方向性過流保護，在母線過流信號指向進線電纜側(cè)時，進線綜合保護裝置的過流信號將不發(fā)出快切裝置過流閉鎖信號，快切裝置將根據(jù)兩段系統(tǒng)電壓實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，依據(jù)切換判據(jù)選擇采用快速切換、首次同相切換、殘壓切換或延遲切換功能。

2）調(diào)整進線綜合保護邏輯，在進線差動保護動作與指向電纜側(cè)的過流保護動作同時發(fā)生時，閉鎖進線綜合保護器的過流信號輸出給快切裝置，同時進線的光差啟動快切裝置保護功能啟動，進線綜合保護器向快切裝置發(fā)出光差啟動快切命令，快切裝置依據(jù)接收到的快速切換命令，啟動快速切換功能，切除故障進線開關(guān)，同時合上母聯(lián)開關(guān)，備用電源帶全所負荷，保證故障母線在進線線路電纜發(fā)生事故時，能夠快速切除故障，同時保證母線不發(fā)生失壓事故，確保供電持續(xù)平穩(wěn)。

3）當母線發(fā)生過流事故時，如過流指向母線側(cè)，進線綜合保護器的過流閉鎖信號判據(jù)維持不變，指向母線側(cè)的過流保護功能在進線保護器內(nèi)的保護邏輯維持原始設定，確保母線或饋線回路出現(xiàn)短路故障時，進線綜合保護器能夠閉鎖快切裝置動作，避免備用母線切向故障母線而造成全所停電事故。

參考文獻

[1]ABB電力自動化集團 sue 3000 產(chǎn)品說明書

[2]變電所線路光差保護配合快切切換改造 張存壽 大氮肥 2014年9月

作者簡介：“6kV變電所快切裝置切換失敗原因分析及對策”主作者白雪松，現(xiàn)任職大慶石化公司化肥廠供電車間主任。

（作者單位：大慶石化公司化肥廠）