10kV變配電站越級跳閘與速斷保護設置有關問題分析

10kV變配電站出線發(fā)生短路事故后，發(fā)生短路事故的出線斷路器電流速斷保護跳閘，只有在出線斷路器據(jù)動時，電源進線的電流速斷保護延時跳閘。電源進線與出線斷路器的電流速斷保護配合不好，出線發(fā)生短路事故時同時跳閘，即越級跳閘，造成全站停電，擴大事故停電的范圍。因此如何防止變配電站繼電保護越級跳閘，應引起設計與運行單位的重視。
有一10kV變配電站一次系統(tǒng)為單相線分段。兩路10kV進線一路為主供，一路為備用。發(fā)生過一次220／380V低壓側斷路器爆炸事故，變配電站所有10kV斷路器全部跳閘，引起全站停電達一個多小時，才恢復供電。
經(jīng)過現(xiàn)場調查分析，220／380V低壓斷路器本身質量有問題，變壓器低壓側進線斷路器上刀口發(fā)生三相短路，致使斷路器爆炸，此時本臺變壓器的10kV斷路器保護應選擇性跳閘。電源進線斷路器，特別是其他無事故的出線斷路器不應跳閘。
本變電站采用了變配電站綜合自動化裝置（微機保護），通過事故紀錄發(fā)現(xiàn)全站所有斷路器在同一時間跳閘，而且都為記錄為失壓跳閘。經(jīng)進一步調查，發(fā)現(xiàn)本變電站上一級也發(fā)生誤跳閘。在本變電站上一級發(fā)生誤跳閘后，變電站失去電壓，因此在同一時間全部斷路器發(fā)生失壓跳閘，微機保護本身沒有問題。
從保護整定上分析，變壓器出線的速斷保護應躲過變壓器的空載合閘勵磁電流與變壓器低壓側母線處的短路電流，當母線處220／380V低壓斷路器出口發(fā)生相間短路事故，變壓器低壓側的進線斷路器應速斷跳閘，變壓器10kV出線斷路器過電流保護作為后備保護，由于事故發(fā)生在變壓器低壓側進線斷路器上刀口后，本臺變壓器的10kV出線斷路器保護跳閘是正確的。
發(fā)生事故時本變電站備用電源投入運行。備用電源不是專用線，而是仍然由施工時的臨時電源樹干式供電，采用高壓跌落式保險作保護。跌落保險的熔絲額定容量沒有經(jīng)過核算，仍然采用施工過程中臨時電源選用的50A跌落保險。變壓器220／380V低壓側進線處短路，致使跌落保險先熔斷，造成全站停電。另外一般除了高壓電動機與高壓電容設置低電壓保護外，變配電站電源進線與變壓器出線不應設置低電壓保護。但是當上一級電源跳閘后，不設置低壓保護，斷路器不會跳閘，上一級電源跳閘也會造成全站停電。
通過以上事故的分析可以發(fā)現(xiàn)，對于一路主供，一路備用，單母線分段的10kV變配電所，速斷保護一般按主供電源供電時的短路電流來整定，當備用電源供電時的短路電流比主供電源供電時的短路電流小很多時，在備用電源供電時，如果不改變速斷保護定值，一旦出線斷路器出口發(fā)生短路事故，也容易引起上一級備用電源越級跳閘而造成全站停電。采用微機保護后，定值設置比較方便，在主供電源供電與備用電源供電短路電流相差比較大時，最好事先計算出兩套速斷保護定值，根據(jù)主供與備用電源運行方式來設置速斷保護的不同定值，這樣可以防止在備用電源投入后，出線斷路器出口發(fā)生短路事故時，發(fā)生越級跳閘。電力系統(tǒng)微機保護裝置有兩套保護定值，通過開關量輸入來自動選擇需要投入的保護定值。工業(yè)與民用建筑變配電站微機保護產(chǎn)品開發(fā)也可以考慮增加這一功能。