江榮有

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

降低變電站越級(jí)跳閘故障的攻關(guān)實(shí)踐

江榮有

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

介紹了德興銅礦動(dòng)力廠變電站多次發(fā)生的越級(jí)跳閘故障，并對(duì)故障情況進(jìn)行分析，尋找解決越級(jí)故障跳閘次數(shù)高的原因，從變電站發(fā)生的各種越級(jí)故障找出最主要的影響因素，并對(duì)此因素進(jìn)行攻關(guān)，在變電站實(shí)施攻關(guān)措施，并在各變電站加以應(yīng)用，有效地解決變電站越級(jí)故障跳閘次數(shù)多的問題，預(yù)防和杜絕越級(jí)跳閘現(xiàn)象，降低變電站越級(jí)跳閘次數(shù)，保障變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。

越級(jí)跳閘；故障；影響因素；攻關(guān)；繼電保護(hù)；調(diào)試

1 引言

德興銅礦動(dòng)力廠的13座變電站擔(dān)負(fù)著全礦的生產(chǎn)、生活用電。由于礦各用電單位的電氣管理相對(duì)獨(dú)立，變電站的高壓出線開關(guān)與各用電單位進(jìn)線開關(guān)保護(hù)的配合無層級(jí)要求，加上兩者間溝通不足，因此，發(fā)生故障時(shí)，用戶級(jí)電氣設(shè)備不能及時(shí)切除故障，從而導(dǎo)致變電站開關(guān)越級(jí)跳閘。

2009-2013年間變電站均有越級(jí)跳閘事故的發(fā)生。雖不是每次都造成嚴(yán)重后果，可一旦發(fā)生勢必會(huì)造成大面積停電、設(shè)備損壞等后果。2013年發(fā)生的兩起設(shè)備事故造成大山廠停電7h，給生產(chǎn)帶來重大的影響，在其調(diào)查原因中均存在電氣設(shè)備繼電保護(hù)配置不合理及上下級(jí)保護(hù)定值嚴(yán)重失配的問題［1］。因此需了解掌握造成越級(jí)跳閘的各種因素，預(yù)防和杜絕越級(jí)跳閘現(xiàn)象，降低變電站越級(jí)跳閘次數(shù)，保障電力安全穩(wěn)定運(yùn)行。

越級(jí)跳閘定義： 一次設(shè)備發(fā)生短路或其他各種故障時(shí)，由于斷路器拒動(dòng)、保護(hù)拒動(dòng)或保護(hù)整定值不匹配，造成上級(jí)開關(guān)跳閘，本級(jí)開關(guān)不動(dòng)作，使停電范圍擴(kuò)大，故障的影響擴(kuò)大［2］。

2 變電站運(yùn)行中的越級(jí)跳閘故障現(xiàn)狀及原因分析

2.1 變電站越級(jí)跳閘故障現(xiàn)狀

表1為變電站在2009-2013年越級(jí)跳閘故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)表。

從表1看出來2009-2013年每年越級(jí)跳閘故障次數(shù)逐年上升，已嚴(yán)重影響到礦山二級(jí)單位生產(chǎn)供電安全穩(wěn)定運(yùn)行。

表1 2009至2013年越級(jí)跳閘次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

越級(jí)跳閘故障查找流程圖見圖1：通過流程圖可以看出，處理越級(jí)跳閘事故停電時(shí)間將達(dá)4h，長時(shí)間停電勢必影響生產(chǎn)供電。

圖1 變電站越級(jí)跳閘故障查找流程圖

2.2 原因分析

為了找到問題所在，對(duì)多年造成變電站越級(jí)故障次數(shù)高的原因加于分析，并對(duì)造成的故障種類進(jìn)行了分析。

（1）一是變電站近幾年改造增多，及二級(jí)單位負(fù)荷變化，而供電部門又沒有和用電單位及時(shí)溝通，從而導(dǎo)致整定值不匹配［3］。二是計(jì)算方法不同造成（根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算，計(jì)算軟件計(jì)算，等）存在一定的誤差。近幾年變電站與二級(jí)單位負(fù)荷變化很大，而保護(hù)整定值還是沿用2009年的數(shù)據(jù)，造成越級(jí)跳閘次數(shù)擴(kuò)大。從而造成保護(hù)整定值計(jì)算有誤差。

（2）已整定好的數(shù)值因?yàn)檠b置本身靈敏性下降，負(fù)荷變化等多種因素發(fā)生變化，而這些變化是潛移默化的，從而發(fā)生繼電保護(hù)定值漂移，這就需要繼電保護(hù)人員隨時(shí)監(jiān)控并整定［4］。

表2 變電站及二級(jí)單位主要改造情況表

3 技術(shù)方案和措施

3.1 負(fù)荷重新計(jì)算整定值，并用計(jì)算軟件對(duì)比數(shù)據(jù)，調(diào)試現(xiàn)場繼電設(shè)備

繼電保護(hù)裝置屬于二次系統(tǒng)，它是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，它對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行起著極為重要的作用，沒有繼電保護(hù)的電力系統(tǒng)是不能運(yùn)行的［5］。繼電保護(hù)要達(dá)到及時(shí)切除故障，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的，需要進(jìn)行多方面的工作，包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、整定計(jì)算、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)等，繼電保護(hù)整定計(jì)算是其中極其重要的一項(xiàng)工作。以下以富環(huán)線整定值計(jì)算來為例：

大山變電站富環(huán)線312、321線至富家塢變電站（圖2），線路導(dǎo)線型號(hào)為LGJ-150，長度為8.252km，富家塢變電站35kV母線等值阻抗（基準(zhǔn)容量100MVA）：大方式X* max=0.41717，小方式X*min=0.67327，富環(huán)線斷路器裝設(shè)微機(jī)線路保護(hù)1套（三段式電流保護(hù)），富環(huán)線斷路器電流互感器變比為300/5，現(xiàn)重新整定富環(huán)線路保護(hù)定值。

圖2 35kV變電站一次圖

圖3 35kV線路阻抗圖

（1）短路電流計(jì)算：

由圖3知，系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值

X*max=0.41717，X*min=0.67327

① 線路阻抗標(biāo)么值為：

② 變壓器阻抗標(biāo)么值為：

（2）富環(huán)線312、321線斷路器保護(hù)定值整定。

① 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)整定。

整定原則：按躲本線路末端母線故障整定。

折算至二次側(cè)為：

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)范圍一般在85%之內(nèi)，所以結(jié)果滿足保護(hù)范圍要求。

②延時(shí)電流速斷保護(hù)整定。

整定原則：按富家塢變電站6kV母線整定。

折算至二次側(cè)為：

靈敏度校驗(yàn)：

按整定靈敏度要求，延時(shí)電流速斷保護(hù)時(shí)間在0～1s內(nèi)滿足靈敏度要求。

動(dòng)作時(shí)間整定為：t=0+0.3=0.3（s）。

③過電流保護(hù)整定：

整定原則：按躲本線路最大負(fù)荷電流整定（LGJ-150 載流量建議值為365A，按CT變比300/5，取最大負(fù)荷電流240A）。

折算至二次側(cè)為：

靈敏度效驗(yàn)：

滿足靈敏度要求。

其他線路依此為例計(jì)算出球磨線、中細(xì)線、東破線、下太線等線路的保護(hù)定值，滿足了國家電網(wǎng)繼電保護(hù)整定要求。

3.2 每季校準(zhǔn)一次保護(hù)定值

（1）對(duì)廠所屬的各變電站的繼電保護(hù)定值進(jìn)行現(xiàn)場逐個(gè)核對(duì)、收集、歸檔，進(jìn)行計(jì)算和論證，對(duì)不合理的定值及保護(hù)配置進(jìn)行了重新配置和重新整定［6］。建立電子檔案，方便對(duì)繼電保護(hù)定值的動(dòng)態(tài)管理。同時(shí)完成2#回水變電站及冷坑、富家塢部分新投運(yùn)線路的保護(hù)整定計(jì)算及保護(hù)調(diào)試工作。

（2）針對(duì)繼電保護(hù)上下級(jí)設(shè)備的合理配合問題同大山廠、泗洲廠以及精尾廠等單位進(jìn)行現(xiàn)場繼電保護(hù)定值的核對(duì)，以及互相交換意見，將不合理的保護(hù)定值經(jīng)過雙方協(xié)商論證進(jìn)行修改，并進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)試。

4 改進(jìn)效果和經(jīng)濟(jì)效益

4.1 改進(jìn)效果

重新計(jì)算整定值后，繼電整定值已全部符合要求：滿足了6～35kV電網(wǎng)繼電保護(hù)的選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求；經(jīng)測試檢查均達(dá)到了技術(shù)要求。

經(jīng)過定時(shí)校驗(yàn)數(shù)據(jù)，整定值符合了：（1）主變電站電網(wǎng)服從供電局主變電網(wǎng)的繼電保護(hù)；（2）二級(jí)單位電網(wǎng)服從主變電站電網(wǎng)的繼電保護(hù)；（3）繼電保護(hù)值漂移問題自行消化；（4）保證了重要用戶的供電。經(jīng)過隨時(shí)跟蹤校正定值，變電站沒有發(fā)現(xiàn)越級(jí)跳閘現(xiàn)象［2］。

表3為全礦13座變電站11條線路在改造后的2014年5-10月6個(gè)月越級(jí)跳閘故障情況。

在效果檢查期間，變電站主要線路越級(jí)跳閘次數(shù)6個(gè)月降為12次，月平均越級(jí)跳閘次數(shù)2次/月，比改造前的月平均次數(shù)低。

表3 2014年5-10月越級(jí)跳閘次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4.2 效益

（1）減少了設(shè)備故障率，大大減輕了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）提高了電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性，確保銅礦生產(chǎn)安全穩(wěn)定進(jìn)行。

（3）提升了廠內(nèi)各方面人才自身素質(zhì)。

5 結(jié)束語

通過對(duì)變電站越級(jí)跳閘故障攻關(guān)處理，取得了良好的效果，為變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障，既提高了運(yùn)行時(shí)間，又降低了維修成本。為設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行、成本節(jié)約、安全生產(chǎn)作出了貢獻(xiàn)。

攻關(guān)改造后，把“繼電保護(hù)整定值”與“整定計(jì)算公式”“每季校準(zhǔn)一次保護(hù)定值”等技術(shù)資料與規(guī)程收集、整理，歸檔保存，并推廣使用。對(duì)繼電保護(hù)人員重新進(jìn)行培訓(xùn)。要求變電站值班人員加強(qiáng)巡視，并把巡視記錄并入變電站管理日志。

在生產(chǎn)過程中還會(huì)碰到少數(shù)越級(jí)跳閘現(xiàn)象，這就需要變電站運(yùn)行人員加強(qiáng)巡視，加強(qiáng)工作責(zé)任心，技術(shù)人員提高分析問題的能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，力爭把變電站越級(jí)跳閘現(xiàn)象降到最低。

［1］呂振國， 陳鑫鑫.變電站越級(jí)跳閘原因及解決措施［J］.中國電子商務(wù)， 2013（12）：1-5.

［2］羅飛龍.淺析凡洞變電站越級(jí)跳閘的原因及改進(jìn)方法［J］.大寶山科技， 2000（10）：10-20.

［3］梁沛然.基于智能變電站防越級(jí)跳閘軟件設(shè)計(jì)［J］.煤炭技術(shù)，2013（9）：8-13.

［4］張相成.變電所越級(jí)跳閘事故［J］.農(nóng)村電氣化， 2008（3）：16-25.

［5］王繼洲.多種因素引起變電所越級(jí)跳閘的原因解析［J］.中國化工貿(mào)易， 2013（2）：13-28.

［6］蔡思敏.110kV變電站線路保護(hù)越級(jí)跳閘事故的分析［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)， 2014（1）：10-15.

Research Practice of Substation Tripping Fault

JIANG Rong-You
（Dexing Copper Mine， Jiangxi Copper Corporation， Dexing 334224， Jiangxi， China）

this paper introduced several power plant substation tripping fault in Dexing copper mine， and analyzed the tripping fault， the main failure factors were found during tripping fault happening.Through research on these factors of substation tripping fault， the solution was realized and applied in substation plants which efficiently decreased the numbers of substation tripping faults.The phenomenon of tripping fault was prevented and stopped， the stable safety operation of substation plants was ensured.

tripping；fault；influencing factors；research；relay protection；debugging

TM63

A

1009-3842（2015）06-0061-05

2015-06-03

江榮有（1963-），男，江西廣豐人，從事電氣技術(shù)工作。E-mail： 1244980044@qq.com