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[摘 要]针对一起110kV变电站主变后备保护越级跳闸事故，介绍了事故的原因和处理处理过程，分析了越级跳闸的原因，并提出了改进措施。
[关键词]主变保护；越级跳闸；过流保护；主变后备保护
中图分类号：TE242 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0357-02
引言
在电力系统中，继电保护是电力网的重要环节，是电力网安全稳定运行的可靠保证，在电力网中具有举足轻重的作用[1]。对于继电保护，其原理设计，电气接线设计必须符合相关规程。在电网运行中，一个细节设计的不合理，往往会造成灾难性的后果，会给电网的安全稳定运行造成比较大的危害。
2012年4月21日5时35分，某变电站的一条出线短路而引起一起主变保护越级跳闸事故，造成大面积停电。事故发生后，运行单位及相关厂家及时对问题进行了分析和处理。通过此次事故，使我们深深体会到，继电保护装置的设计符合电力规程的重要性。
1.故障基本情况
1.1 设备基本参数
1号主变保护装置型号为NSR891C，311保护装置型号为NSR610，312保护装置型号为NSR610。
312断路器型号为LW16-40.5，厂家为江苏如皋。
1.2 故障情况简述
故障前运行方式：
311、312、313在35kV4号母线运行，301运行，345备用，302带35kV5号母线负荷，两条主变中性点均未接地。
2012年4月21日5时35分，窝洛沽变电站1号主变中压侧后备保护动作，301开关跳闸，311过流1段动作，311开关跳闸，312过流1段动作，312开关未跳开。
1.3 天气情况
故障发生时当地气象条件：玉田地区小雨，湿度较大。
1.4 保护装置动作情况
通过表1可以看出，311过流保护动作，312过流保护动作，1号主变中压侧复压过流动作。
1.5 后台监控机显示历史记录
2.保护动作行为分析
2.1 主变保护故障录波图
2.2 311和312线路保护动作报告（图5）
2.3 保护动作行为分析
通过311及312的保护动作情况可以发现，311及312的保护装置同时启动，时间是18.659S，因此判断311及312之间的故障电流是存在联系的。通过后台监控装置显示（如图 2），在5时35分05秒时，发35KV4号母线接地（由35KV消协装置节点发出），因后台没有电压实时曲线，无法判断具体接地相及间隔。但是从312发出的C相电流I段故障信息分析，当时发生312C相线路接地，导致消协装置告警。因接地引起的电压升高，导致311线路或用户站发生三相故障，同时引发312的C相接地演变成不同电气间隔内的相间短路。这可以解释为何311、312基本同时保护启动（311、312不是同塔并架）。在311保护跳闸切断故障电流的过程中，导致312的故障电流有一个降低又升高的过程，我们分析为311断路器分断过程中，破坏了312的故障条件，一次312又由相间短路变成接地。但随着311故障切除，母线电压恢复，312又由单相接地，演变成B/C相故障（从主变保护动作波形图中分析）。
312保护装置在18.671S时过流1段保护启动，故障持续300毫秒，18.971S时过流1段保护动作。在18.977S时312过流1段保护由于故障电流达不到保护定值而返回（此时311开始分断，破坏了312的故障条件），过流1段保护启动持续时间为306毫秒。根据厂家研发人员提供的资料：保护装置CPU程序在过流1段保护启动持续300毫秒后发过流1段动作信号，同时启动保护跳闸继电器。但是保护跳闸继电器的动作过程需要一个20毫秒的展宽，也就是在过流1段保护启动持续320毫秒以后保护装置才能成功出口。而现场情况是312的过流1段保护启动时间只持续了306毫秒，没有达到跳闸继电器的固有动作时间而返回，但是随后在311故障未彻底切除时，19.051S312再次过流I段启动，延续了主变中压侧后备保护。312过流1段第二次启动后，由于301开关动作切断故障电流，致使312过流1段启动时间只持续了286毫秒，未达到保护定值，因此312保护装置发过流1段动作信号，312开关未跳闸。
2.4 事故原因小结
（1）312线路保护装置在过流元件动作后，未跳开开关。然后中间由于故障量小于返回值，动作元件返回后又启动，开始了重新计时，导致主变的中压侧后备保护越级跳闸。
（2）故障类型比较复杂，先是发生312线路的单相接地故障，进而导致311线路发生三相故障，当故障切除后又导致了312的相间故障。复杂的故障使得312的故障电流发生了变化，使得故障量有段时间小于启动值，312的保护返回。
3.事故处理和整改防范措施
3.1 事故处理
通过和玉田电力局沟通，反馈为312线路侧终端电缆同树枝有搭接，同时线路有鸟窝，有放电痕迹。
311为区调调度线路，丰润分公司组织了线路巡检和登塔检查，未发现明显故障点，上报区调后，由区调通知大用户进行变电站检查。
下午调度对14时35分左右对311、312进行试送电，顺利送出，但311直到17时30分左右才带负荷。
丰润分公司专业班组对312开关进行动作特性分析，未发现异常；保护装置传动校验未发现异常，模拟C相故障，保护装置正常动作，312断路器正常动作。
3.2 整改防范措施
（1）建议厂家对312的线路保护进行修改，当保护元件动作后，直至开关完全跳开后才收跳闸令，而不是动作元件返回就收跳闸令。
（2）加强对大用户变电站的定期检查，尽量防止这种复故障的发生。
参考文献
[1] 李敏霞，袁文嘉.一起主变零序保护越级跳闸事故分析与处理，电力系统保护与控制，2009，37（22）：156-158.
[2] 南京南瑞科技股份有限公司.NSR890变压器保护装置技术说明书（110kV版本）.
[3] 南京南瑞科技股份有限公司.NSR610馈线保护装置技术说明书（110kV版本）.
[4] 周鹗主编.电机学，水利电力出版社，2008，36（14）：80-82.
[5] 贺家李等.电力系统继电保护原理（增订版），2005.
[关键词]主变保护；越级跳闸；过流保护；主变后备保护
中图分类号：TE242 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0357-02
引言
在电力系统中，继电保护是电力网的重要环节，是电力网安全稳定运行的可靠保证，在电力网中具有举足轻重的作用[1]。对于继电保护，其原理设计，电气接线设计必须符合相关规程。在电网运行中，一个细节设计的不合理，往往会造成灾难性的后果，会给电网的安全稳定运行造成比较大的危害。
2012年4月21日5时35分，某变电站的一条出线短路而引起一起主变保护越级跳闸事故，造成大面积停电。事故发生后，运行单位及相关厂家及时对问题进行了分析和处理。通过此次事故，使我们深深体会到，继电保护装置的设计符合电力规程的重要性。
1.故障基本情况
1.1 设备基本参数
1号主变保护装置型号为NSR891C，311保护装置型号为NSR610，312保护装置型号为NSR610。
312断路器型号为LW16-40.5，厂家为江苏如皋。
1.2 故障情况简述
故障前运行方式：
311、312、313在35kV4号母线运行，301运行，345备用，302带35kV5号母线负荷，两条主变中性点均未接地。
2012年4月21日5时35分，窝洛沽变电站1号主变中压侧后备保护动作，301开关跳闸，311过流1段动作，311开关跳闸，312过流1段动作，312开关未跳开。
1.3 天气情况
故障发生时当地气象条件：玉田地区小雨，湿度较大。
1.4 保护装置动作情况
通过表1可以看出，311过流保护动作，312过流保护动作，1号主变中压侧复压过流动作。
1.5 后台监控机显示历史记录
2.保护动作行为分析
2.1 主变保护故障录波图
2.2 311和312线路保护动作报告（图5）
2.3 保护动作行为分析
通过311及312的保护动作情况可以发现，311及312的保护装置同时启动，时间是18.659S，因此判断311及312之间的故障电流是存在联系的。通过后台监控装置显示（如图 2），在5时35分05秒时，发35KV4号母线接地（由35KV消协装置节点发出），因后台没有电压实时曲线，无法判断具体接地相及间隔。但是从312发出的C相电流I段故障信息分析，当时发生312C相线路接地，导致消协装置告警。因接地引起的电压升高，导致311线路或用户站发生三相故障，同时引发312的C相接地演变成不同电气间隔内的相间短路。这可以解释为何311、312基本同时保护启动（311、312不是同塔并架）。在311保护跳闸切断故障电流的过程中，导致312的故障电流有一个降低又升高的过程，我们分析为311断路器分断过程中，破坏了312的故障条件，一次312又由相间短路变成接地。但随着311故障切除，母线电压恢复，312又由单相接地，演变成B/C相故障（从主变保护动作波形图中分析）。
312保护装置在18.671S时过流1段保护启动，故障持续300毫秒，18.971S时过流1段保护动作。在18.977S时312过流1段保护由于故障电流达不到保护定值而返回（此时311开始分断，破坏了312的故障条件），过流1段保护启动持续时间为306毫秒。根据厂家研发人员提供的资料：保护装置CPU程序在过流1段保护启动持续300毫秒后发过流1段动作信号，同时启动保护跳闸继电器。但是保护跳闸继电器的动作过程需要一个20毫秒的展宽，也就是在过流1段保护启动持续320毫秒以后保护装置才能成功出口。而现场情况是312的过流1段保护启动时间只持续了306毫秒，没有达到跳闸继电器的固有动作时间而返回，但是随后在311故障未彻底切除时，19.051S312再次过流I段启动，延续了主变中压侧后备保护。312过流1段第二次启动后，由于301开关动作切断故障电流，致使312过流1段启动时间只持续了286毫秒，未达到保护定值，因此312保护装置发过流1段动作信号，312开关未跳闸。
2.4 事故原因小结
（1）312线路保护装置在过流元件动作后，未跳开开关。然后中间由于故障量小于返回值，动作元件返回后又启动，开始了重新计时，导致主变的中压侧后备保护越级跳闸。
（2）故障类型比较复杂，先是发生312线路的单相接地故障，进而导致311线路发生三相故障，当故障切除后又导致了312的相间故障。复杂的故障使得312的故障电流发生了变化，使得故障量有段时间小于启动值，312的保护返回。
3.事故处理和整改防范措施
3.1 事故处理
通过和玉田电力局沟通，反馈为312线路侧终端电缆同树枝有搭接，同时线路有鸟窝，有放电痕迹。
311为区调调度线路，丰润分公司组织了线路巡检和登塔检查，未发现明显故障点，上报区调后，由区调通知大用户进行变电站检查。
下午调度对14时35分左右对311、312进行试送电，顺利送出，但311直到17时30分左右才带负荷。
丰润分公司专业班组对312开关进行动作特性分析，未发现异常；保护装置传动校验未发现异常，模拟C相故障，保护装置正常动作，312断路器正常动作。
3.2 整改防范措施
（1）建议厂家对312的线路保护进行修改，当保护元件动作后，直至开关完全跳开后才收跳闸令，而不是动作元件返回就收跳闸令。
（2）加强对大用户变电站的定期检查，尽量防止这种复故障的发生。
参考文献
[1] 李敏霞，袁文嘉.一起主变零序保护越级跳闸事故分析与处理，电力系统保护与控制，2009，37（22）：156-158.
[2] 南京南瑞科技股份有限公司.NSR890变压器保护装置技术说明书（110kV版本）.
[3] 南京南瑞科技股份有限公司.NSR610馈线保护装置技术说明书（110kV版本）.
[4] 周鹗主编.电机学，水利电力出版社，2008，36（14）：80-82.
[5] 贺家李等.电力系统继电保护原理（增订版），2005.