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        220KV變電站保護屏直流電源斷路器越級跳閘故障分析

        編輯:本站原創    發布日期:2018-01-02

         一. 故障簡述

        某地220KV變電站現場施工調試測電壓時,誤將萬用表表筆接至電流測量插孔中,導致110KV保護裝置所用直流屏饋線至110KV保護裝置直流電源回路產生短路故障,萬用表燒毀,該回路直流斷路器脫口,同時導致直流主饋線屏至該110KV保護裝置所用直流屏的直流斷路器脫扣,即該110KV保護裝置所用直流屏的直流母線失壓,所有保護設備停電。
        二. 故障原因分析
        1. 系統組成
        該220KV變電站直流電源系統采用單母線分段運行方式,配置2組蓄電池,每組104只2V400AH閥控式鉛酸蓄電池.該站各級保護電器使用情況如下:
           蓄電池出口保護元件為NH2系列熔斷器,額定電流為250A;蓄電池出口電纜:截面積為95mm2,長度為12m。
           直流主饋線屏出口直流斷路器:額定電流63A的兩段式直流塑殼斷路器,型號為GM100/63A;直流屏出口電纜:截面積為25 mm2,長度為25m。  110kv保護裝置所用直流分屏直流斷路器:額定電流為25A的兩段式小型直流斷路器,型號GM32/25A;直流分屏電纜:截面積為4 mm2,長度為10m。  110KV保護裝置內電源裝置直流斷路器;額定電流為10A的兩段式小型直流斷路器;110KV測保屏至110KV保護裝置的電纜;截面積為2.5 mm2,長度為1m.
        2. 故障原因分析
        該案列以110KV電壓等級為例,進行分析:
        (1) 某廠家在施工調試使用萬用表之前,未確定萬用表的表筆插接位置。
        (2) 110KV保護裝置所用直流斷路器配置不合理,造成回路短路事故,導致本級直流斷路器和上級直流斷路器同時脫扣,發生直流斷路器越級跳閘,擴大了停電的范圍
        三. 故障分析
        1. 外觀檢查情況
        110KV保護室直流分電屏直流斷路器GM32/25A脫扣,直流饋線屏直流斷路器GM100/63A處于脫扣位置。
        3. 計算與分析
         (1)短路電流計算方法。DL/T 5044-2014提供了直流電源系統短路電流計算方法。
        (2)直流斷路器的動作特性。根據直流屏內用的兩段式塑殼直流斷路器的安秒特性曲線,不同電流規格斷路器的過電流動作特性,因此,過載長延時保護和短路瞬時保護均呈現 區域,即在出現過電流故障時,斷路器的動作時間在區域內均視為合格。要保證直流斷路器不發生瞬時動作,回路中產生的短路電流一定要小于8倍的直流斷路器額定電流,而要保證直流斷路器瞬時動作,產生的短路電流一定要大于12倍的直流斷路器額定電流。
         
        (3)短路電流計算。采用直流電源短路電流計算專用軟件,將該220KV變電站的系統參數輸入軟件,其中,蓄電池出口保護電器NH4全程反時限保護,直流主饋屏直流斷路器,GM100/63A 的瞬時電流范圍為504—756A.分電屏直流斷路器GM32/25A的瞬時電流范圍為175-375A,負載設備直流斷路器GM32/10A的瞬時電流范圍為75—150A。   分電屏饋出回路直流斷路器出口預期短路電流為1.883KA,線纜末端預期短路電流為1.0538KA。由于6號回路饋出端子距離開關很近,因此,可近似為直流斷路器出口處短路??芍搪冯娏?.883KA同事落在本級直流斷路器和上級直流斷路器特性曲線的短路瞬動區間,兩級斷路器無延時,短路電流通過兩極斷路器,可能造成上級直流斷路器先執行跳閘,因此一定會產生越級跳閘。
         四 故障處理與防范措施:
        (一) 使用萬用表之前,要注意表筆的位置及萬用表的檔位,防止發生直流電源系統短路故障。
        (二) 當直流電源系統饋線屏饋線額定電流大于63A時,選擇塑殼直流斷路器;在額定電流小于63A時,選用微型直流斷路器。直流斷路器的配置原則應滿足DL/T5044-2014《電力工程直流系統設計規程》要求。
        (三) 對多支路直流饋線的回路,在直流主饋線屏向直流分電屏饋出回路或直流分電屏向保護裝置饋出時,如果上下級不能滿足選擇性要求,可選用具有短路短延時保護的三段式直流斷路器
        (四) 由于大部分直流斷路器滅弧時對極性有要求,因此在接線時應注意接線方向或者選用無極性直流斷路器。當反極性接線時,如果發生短路,將導致開關燒損故障。
         
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