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断路器跳闸事故分析

2018-3-24 19:32| 发布者: admin| 查看: 1977| 评论: 0|来自: 独家原创 谢绝转载

摘要: 一、事故简述2017年12月9日,6kV公用段取水口电源Ⅱ保护装置WDZ-5242负序II保护动作,6305断路器跳闸;保护装置WDZ-5241 CT断线报警灯亮。跳闸前8min左右运行人员在进行10kV取水口取水泵停运工作。其简化一次系统接 ...
 一、事故简述
2017年12月9日,6kV公用段取水口电源Ⅱ保护装置WDZ-5242负序II保护动作,6305断路器跳闸;保护装置WDZ-5241 CT断线报警灯亮。跳闸前8min左右运行人员在进行10kV取水口取水泵停运工作。其简化一次系统接线如图 1所示;WDZ-5241、WDZ-5242保护装置报文如图2所示:


图 1  一次系统接线图


图 2  WDZ-5241、WDZ-5242保护装置报文
二、事故原因分析
对此次事故提出如下疑问:
1.为什么WDZ-5241保护装置上CT断线灯亮、差动保护没有动作?
2.为什么高压侧零序I段(动作电流:0.13A,动作时间:0.3s)保护没有动作?
分析如下:
1.1  WDZ-5241保护装置判别延时CT断线的逻辑为:变压器任一侧三相电流有一相或两相电流小于0.125Ie(Ie:二次定电流),且其他两相或一相电流均大于0.2Ie;则延时2s发CT断线报警信号,但不闭锁任何保护。根据报文装置CT断线灯亮属正常报警。
1.2 WDZ-5241保护装置对于D/D接线方式的差流和制动电流的计算如图3所示:
DI:差流    HI:制动电流   Kphl:平衡系数(Kphl=1.67)

图 3  装置差流和制动电流计算公式


变压器的差动保护范围在两侧CT之间,图1紫色虚线框为变压器差动保护范围。在正常运行及区外故障时以高压侧为基准进行归算,变压器在正常运行及区外故障时两侧电流是幅值相等方向相反,所以在正常运行及区外故障时差流均为0,其电流向量图如图4所示:图 4  正常运行及区外故障时电流向量图由差流计算公式,则本次故障时的差流计算为:

最大相的差流都只有0.058A,考虑CT传变误差、装置采样误差等因素。可以判定本次故障为变压器区外故障,所以WDZ-5241保护装置差动未动作属正常。
2.1分析第二个疑问前先了解一些基本知识点
负序过电流保护构成原理:根据电力系统在正常运行时负序电流分量很小(接近0),但在系统出现不对称故障时,就会产生很大的负序电流,从而通过测量负序电流的大小可以判断是否发生故障。
在三相电路中,对于任意一组不对称的三相相量(电压或电流),可以分解为三组三相对称的相量。当选择A相作为基准相时,三相相量与其对称分量之间的关系(如电流)为:

2.2  由于B电流几乎为0,很容易想到产生的原因可能是B相断线或发生了AC相间短路及线路上AC两相避雷器击穿损坏后造成AC接地故障。由于AC相间短路与AC两相避雷器被击穿造成AC接地故障时的电流特征一样,均是故障两相的短路电流大小相等方向相反。故分析时就只按AC相间短路分析。
(注:10、35kV系统为中性点不接地系统,在线路发生相间故障和两相接地故障时,故障两相短路电流均是幅值相等方向相反。从附件A:某电厂35kV线路BC相避雷器被击穿故障时的录波图也能看出BC两相的短路电流大小相等方向相反。)
下面就B相断线和AC相间短路这两种情况作简要分析:
2.2.1  假定是发生了B相断线(便于分析忽略)
根据正常运行时10kV段的最大负荷电流为100A(一次电流),而此次跳闸时的电流为是最大负荷电流的6.6倍,显然不会是由于B相断线,导致AC两相负荷电流增大后造成的事故跳闸。
2.2.2  假定是发生了AC相间短路(便于分析忽略)
计算负序电流:


‚计算零序电流

根据以上计算结果应该是负序II段动作跳闸,负序II段动拒动后再由其他保护动作跳闸。按AC相短路时计算出的负序电流是,与保护装置负序II段跳闸时的负序电流符合,高压侧零序I段保护未动作原因在于不满足零序保护动作条件。
三、最终结果
10kV线路发生AC两相避雷器击穿损坏后造成AC两相接地故障。WDZ-5242保护装置负序II段保护动作跳开6035断路器,切除故障。本次WDZ-5241、WDZ-5242保护装置的报警和动作行为均正确,不存在误动和拒动。
四、经验教训及采取措施
定期对避雷器做预防性实验,检查避雷器是否良好,防止因为避雷器绝缘损坏或阀片老化而导致事故。
附件A:某电厂35kV线路BC相避雷器被击穿故障时的录波图


从录波图上看BC两相避雷器被击穿故障时,故障两相的短路电流大小相等方向相反。

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