越級跳閘事故分析

1、調(diào)查分析報告北京廣大泰祥自動化技術有限公司2011-4-29“”越級跳閘事故調(diào)查分析報告一、 事故簡況一礦于3月16日發(fā)生了三次跳閘事故：1. 5:08:00 戊七二1#進線開關發(fā)生漏電跳閘；2. 5:26:08 戊七二17040機巷風巷移變開關、戊七二1#進線開關、地面降壓站下井1#開關發(fā)生速斷跳閘，造成一次越級跳閘事故；3. 8:03:07戊七二17040機巷風巷移變開關、戊七二1#進線開關、地面降壓站下井1#開關再次發(fā)生速斷跳閘，造成第二次越級跳閘事故；一礦共改造了一水平中央變電所、戊七一變電所、戊七二變電所三個變電所，本次越級跳閘事故發(fā)生于已改造的變電所范圍內(nèi)。二、 故障電力線路“”越

2、級跳閘事故線路為：一水平中央變電所：進線電源來自地面降壓站的下井1#開關的1#進線開關（7628），一段母線上出線到戊七一變電所1#進線的戊七1#開關（7442）；戊七一變電所：1#進線開關（7407），線路通過戊七一變電所1#進線（7407）串接于戊七二變電所1#進線開關；戊七二變電所：1#進線開關（7302），一段母線出線的機巷風巷移變開關（7301）；機巷風巷移變開關（7301）通過電纜饋出到機巷風巷移動變電站，電纜線路截面35mm2，長度100+122+55=277m，分為3段，中間接線盒連接。故障點：到機巷風巷移動變電站的出線電纜100m處電纜接線盒。故障點圖1 事故電力線路關系示意

3、圖由于本次越級跳閘只涉及每個變電所的I段母線的開關，II段母線的開關沒有跳閘。為了便于分析事故原因，示意圖只體現(xiàn)了I段母線事故線路的部分開關。三、 事故反饋據(jù)機電一隊人員反映：2011年3月16日早上5點多，由于戊七二變電所17040機巷風巷移變開關（7301）到所帶變壓器之間的接線盒受潮,造成機巷風巷移變開關漏電跳閘。值班人員先后處理兩次，并在5點26分和8點03分分別進行了兩次開關試送，兩次試送電都造成了戊七二變電所17040機巷風巷移變開關（7301）速斷保護跳閘、1#進線開關（7302）速斷保護跳閘，并將地面降壓站下井1#開關頂跳。四、 事故調(diào)查3月31日我公司得知一礦出現(xiàn)越級跳閘的情

4、況，安排工程部人員在現(xiàn)場查找原因，從事件過程上分析是由于漏電跳閘后重新送電時的漏電點發(fā)生短路，造成沿線開關速斷跳閘，由于我公司工程部人員在工程調(diào)試中開關關聯(lián)關系礦方?jīng)]有確定，沒有設置投入開關綜合保護裝置的防止越級跳閘的保護功能，因此，沒能防止越級跳閘事故。由于現(xiàn)場調(diào)查的資料不詳細，要求有時間配合礦方收集一份詳細的資料進行分析。經(jīng)過準備，4月22日我公司再次派工程部人員和技術部繼電保護設計人員到達一礦，與一礦機電技術人員一起收集資料，查找問題，分析越級跳閘原因。4月22日下午，在一礦調(diào)度中心調(diào)取了3月16日三個變電所的數(shù)據(jù)，4月23日根據(jù)收集到得數(shù)據(jù)分析了兩次越級跳閘的原因與一礦機電科魏科長聯(lián)系

5、，與魏科長對兩次越級跳閘的情況進行溝通及確定解決方案。五、 事故分析1) 繼電保護整定數(shù)據(jù)分析² 開關綜保定值表統(tǒng)計 線路名稱整定內(nèi)容一水平1#進線（7628）一水平戊七1#（7442）戊七二1#進線（7302）17040機巷風巷移變（7301）速斷定值2520 A1600A1200A320A過流II定值882 A560A600A160A過流II延時20 S20S2S2S零序I定值1A帶方向1A帶方向2A帶方向2A帶方向零序I延時5S5S1S1S零序II定值零序II延時1S1S1S4S零序過壓定值15V15V15V15V零序過壓延時5S5S1S1S防越延時時間未設置未設置未設置未設置

6、速斷控制字投入投入投入投入過流II控制字投入投入投入投入零序I控制字投入未設置投入投入零序II控制字投入投入投入投入零序過壓控制字投入投入投入投入越級跳閘判斷控制字未設置未設置未設置未設置（注：戊七一變電所1#進線跳閘是由于一水平中央變電所戊七1#開關失壓造成，本次越級跳閘無直接關系不進行分析。）² 開關整定值界面截圖圖2 一水平中央1#進線（7628）定值圖3 一水平中央戊七1#饋出（7442）定值圖4 戊七二變電所1#進線（7302）定值圖5 戊七二變電所117040機巷風巷移變（7301）定值² 整定值設置分析n 上下級關聯(lián)的四臺開關定值表中越級跳閘延遲定值與越級跳閘

7、判斷控制字沒投入。n 上下級關聯(lián)的四臺開關定值表中零序過流I段和零序過流II段定值及延時時間配合不合適，上級開關定值與下級開關沒有級差值，下級開關延時大于上級開關。2) 事件統(tǒng)計記錄和過程分析n 事故電力線路事件記錄對比表圖6 事故電力線路事件記錄對比表n 事故電力線路告警事件記錄對比表注：1. 由于事故后沒有及時收集保存事故數(shù)據(jù)，一水平中央戊七1#饋出開關事件記錄已被后來沖掉，但現(xiàn)有3臺開關的記錄能夠反映事故的整個過程情況。2. 運行曲線和錄波曲線數(shù)據(jù)也因時間過長被后來數(shù)據(jù)沖掉。（1）第一次跳閘過程：n 5:08:00戊七二1#進線開關發(fā)出“”與“”告警事件，產(chǎn)生“零序過流I跳閘”與“開關合

8、到分”事件。n 5:08:00，17040機巷風巷移變開關產(chǎn)生“”，5:08:01產(chǎn)生“”，5:08:02產(chǎn)生“開關合到分”。5:08漏電跳閘動作流程圖分析：n 第一次跳閘為漏電跳閘，漏電點位于17040機巷風巷移變開關負載線路。n 記錄表明，3月12日3:21:40，線路各開關均同時檢測出漏電，并發(fā)出“零序過壓告警”，漏電檢測和判斷準確，沿告警開關線路可確定漏電線路位置。n 3月16日，5:08:00.553ms，戊七二17040機巷風巷移變開關首先檢測到漏電故障，并發(fā)出“零序過壓告警”，開關漏電檢測靈敏準確。n 5:08:00.640ms，經(jīng)87ms后，戊七二1#進線開關檢測到漏電并發(fā)出“

9、零序過壓告警”，6ms后，發(fā)出“零序過流II告警”，再90ms后，發(fā)出“零序過流I跳閘”，96ms后，開關切斷漏電故障線路，整個漏電檢測和動作程序正確。n 5:08:01.798ms，戊七二17040機巷風巷移變開關發(fā)出“低電壓告警”，172ms后，發(fā)出“失壓跳閘”，經(jīng)182ms，開關跳閘，由于開關設置的零序過流II段延時4s，而戊七二1#進線開關零序過流II段延時為1s，檢測出漏電到發(fā)出跳閘指令的時間僅0.096s，所以，開關未發(fā)出“零序過流II告警”。n 由于兩臺開關的零序I段定值都為2A，延時時間同為1s，17040機巷風巷移變開關下帶線路發(fā)生漏電故障，上下級開關均檢測到漏電事故，由于沒

10、有設置零序延時配合時間差，開關的靈敏度差異導致上級開關跳閘先動作，切斷故障，造成越級跳閘，下級開關由于故障消失沒有跳閘，漏電故障中保護裝置功能和動作可靠性沒有問題。n 其他并聯(lián)線路未發(fā)生漏電跳閘，說明漏電保護選擇性正確可靠。（2）第二次跳閘過程：n 5:09:19，戊七二1#進線開關送電，產(chǎn)生“開關分到合”事件。n 5:26:08，戊七二17040機巷風巷移變開關送電，產(chǎn)生“開關分到合”事件，同時產(chǎn)生“速斷跳閘”與“開關合到分”事件。n 5:26:09戊七二1#進線開關也產(chǎn)生“”與“開關合到分”事件，“”事件。n 5:26:09，戊七二17040機巷風巷移變開關也“開關合到分”事件和“”事件。

11、n 5:26:09，一水平中央1#進線開關和戊七1#開關也發(fā)生“”事件和“開關合到分”事件。說明發(fā)生越級跳閘，地面開關已跳閘切斷電源。5:26速斷跳閘動作流程圖分析：n 第二次跳閘是短路故障造成的速斷跳閘，短路點位于17040機巷風巷移變開關負載線路；n 戊七二1#進線開關合閘送電后，5:26:08.272ms，17040機巷風巷移變開關合閘，經(jīng)678ms，發(fā)生短路故障上，短路電流升至944.5A，導致速斷保護動作跳閘；n 再經(jīng)88ms，短路電流升至1908.9A，由于戊七二1#進線開關沒有設置延時時間，同時也發(fā)生速斷保護動作跳閘；n 地面降壓站下井1#開關的速斷跳閘時間：系統(tǒng)與地面降壓站沒有

12、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，沒有采集地面降壓站下井1#開關的事件記錄，我們根據(jù)一水平中央1#進線開關失壓跳閘的時間推算地面降壓站下井1#開關的速斷跳閘開始時間，ms一水平中央1#進線開關發(fā)出“失壓跳閘”，失壓延時500ms，地面降壓站下井1#開關發(fā)出“速斷跳閘”，經(jīng)開關分斷、失壓檢測判別、失壓延時，到一水平中央1#進線開關發(fā)出“失壓跳閘”，一般需時560ms，可推斷地面降壓站下井1#開關發(fā)出“速斷跳閘”的時間是5:26:08.898ms，分斷時間為5:26:08.998，先于終端17040機巷風巷移變開關跳閘，可以推斷地面降壓站下井1#開關未設延時時間。n 5:26:08.950ms，17040機巷風巷移變開關

13、記錄速斷電流值944.5A，5:26:09.38ms，戊七二1#進線開關記錄速斷電流值1908.9A，地面降壓站下井1#開關在開關合閘后586ms速斷跳閘，先于17040機巷風巷移變開關52ms，可以推斷地面降壓站下井1#開關的定值設置小于1900-2000A。n 由于地面降壓站下井1#開關速斷定值小于下級開關的短路電流整定值，未設置速斷延時時間，造成越級先跳閘，一水平中央1#進線開關和戊七1#開關發(fā)生失壓跳閘，隨后，戊七二1#進線開關和17040機巷風巷移變開關也發(fā)生失壓告警，均按照設置方式正確動作；n 按照線性估算，短路電流升至一水平中央1#進線開關速斷定值2520A需時230ms，需才能

14、達到速斷定值，此時，地面降壓站下井1#開關已經(jīng)完全分斷，故障消失，所以，中央1#進線開關不會發(fā)出速斷跳閘。 n 導致越級跳閘的原因為：1. 現(xiàn)有繼電保護的速斷保護沒有選擇性，也沒有設置合適的時間級差分段保護，上級速斷跳閘時間與下級速斷跳閘時間沒有時間配合，造成上下級同時跳閘；2. 電力監(jiān)控系統(tǒng)沒有設置投入與地面降壓站下井1#開關配合的整條線路的防越級跳閘保護，發(fā)生短路時不能判斷故障地點和開關的相互關系，不能避免同時速斷跳閘；3. 根據(jù)現(xiàn)有記錄推斷，地面降壓站下井1#開關速斷定值設置小于下級開關定值，未設置合適的速斷延時時間，造成地面降壓站下井1#開關越級跳閘。（3）第三次跳閘過程：n 6:21

15、:34，一水平中央1#進線開關送電，產(chǎn)生“開關分到合”事件；n 6:22:16，一水平中央戊七1#開關送電，產(chǎn)生“開關分到合”事件；n 6:26:51，戊七二1#進線送電，產(chǎn)生“開關分到合”事件；n 8:03:06，戊七二17040機巷風巷移變開關送電，產(chǎn)生“開關分到合”事件；n 8:03:07，戊七二17040機巷風巷移變開關產(chǎn)生“速斷跳閘 750A”、“開關合到分”、“”事件；n 8:03:07，戊七二1#進線開關產(chǎn)生“”、“開關合到分”、“”事件；n 8:03:07，一水平中央1#進線開關產(chǎn)生“”、“開關合到分”事件，說明地面降壓站下井1#開關已發(fā)生越級跳閘。8:03速斷跳閘動作流程圖分

16、析：n 第三次跳閘與第二次跳閘的過程基本一樣，由于地面降壓站下井1#開關定值設置小于下級開關，延時時間過小，造成越級跳閘，其他各開關按照設定的動作方式正確動作。n 以同樣的方式推斷，地面降壓站下井1#開關速斷動作時間約為ms，在下級開關分斷過程中發(fā)生，從動作時間和下級開關短路電流記錄分析，其短路電流整定值應大于1792A，小于2520A，并可能出現(xiàn)綜保檢測值誤差過大或不穩(wěn)定的問題。n 由于短路故障沒有徹底排除，戊七二17040機巷風巷移變開關合閘與短路故障上，同樣由于沒有設置上下級保護的配合，造成戊七二17040機巷風巷移變開關、戊七二1#進線開關和地面降壓站下井1#開關同時產(chǎn)生速斷跳閘。n

17、同樣，由于電力監(jiān)控系統(tǒng)沒有設置開關相互配合關系，沒有投入防止越級跳閘保護，造成開關不能判斷故障位置，采取防止越級跳閘保護。三次跳閘流程分析圖六、 解決方案² 針對一礦供電系統(tǒng)實際線路情況制定新型繼電保護整定設置方案。² 對相關人員進行新型繼電保護基本原理和整定設置、防止越級跳閘設置的技術培訓。² 已改造的線路開關立即投入越級跳閘保護功能以防止再次煤礦井下綜保的越級跳閘現(xiàn)象。² 與供電部門溝通，制定與地面降壓站下井線路配合設置方案。Ø 調(diào)整速斷保護的定值以躲過下井線路的遠端短路電流。Ø 調(diào)整速斷保護為限時速斷保護，設置速斷保護的延時配合

18、時間。七、 總結² 電力監(jiān)控系統(tǒng)詳盡記錄了三次跳閘的整個過程和數(shù)據(jù)，為分析事故提供了可靠地依據(jù)，統(tǒng)一的系統(tǒng)時鐘使各個開關的動作順序準確記錄，一目了然。² 由于操作員應用系統(tǒng)時間短，對監(jiān)控系統(tǒng)功能不熟悉，事故后沒有很快收集和保存事故數(shù)據(jù)，更詳盡的運行曲線、錄波曲線數(shù)據(jù)和部分開關動作數(shù)據(jù)已經(jīng)丟失，不能進一步分析動作數(shù)據(jù)，應制定事故后保存事故資料數(shù)據(jù)的制度。² 事故過程中所有開關均按照設定可靠執(zhí)行了動作，說明開關綜保的功能和可靠性很好。² 地面下井線路總開關越級跳閘的主要原因是沒有設置合理的短路電流和延時定值，造成先于下級線路跳閘，應制定與井下線路開關合理配合設置定值的規(guī)范。² 更換新型微機智能綜保后，沒有及時制定和實施適應新系統(tǒng)的繼電保護整定方案，造成開關保護之間配合出現(xiàn)問題。² 新型防止越級跳閘保護方式?jīng)]有及時投入使用，沒有發(fā)揮新型保護的作用，應及時投入。² 越級跳閘后造成開關失壓，事故證明，失壓保護均能按照設置可靠地動作，可有效防止電壓波動跳閘。² 系統(tǒng)投入運行后未及時對管理、使用和維護人員進行培訓，造成系統(tǒng)功能不能發(fā)揮，應及時培訓。北京廣大泰祥自動化技術有限公司2011-4-29附注：2011年5月13日下午，一礦到降壓站變電所查取下井1#