窑沟变电所9月7日214馈线保护事件分析

窑沟变电所9月7日214馈线保护事件分析

2018年9月7日,供电段发生一起牵引变电所跳闸事件,根据保护装置动作情况,段组织专业技术人员进行了分析,本文就此事件进行详细分析,并做出结论及建议。

一、事件概况

21:07分供电工区接到电力调度通知F305次大列司机反映清二区间下行线K216+60附近网上腕臂脱落打坏受电弓,要求工区出轨道车巡视。

21:20分清水河工区班长乘汽车到达事故现场,发现K215+700处429#支柱(下锚柱)拉压管、腕臂管两棒瓶断落,腕臂掉落在线路外侧,支柱下方有一只烧焦的黄鼠狼类动物尸体。431#支柱(转换柱)工作支定位器与接触线脱离接触线有损伤,F305次大列机头停于K216+95附近.接触网以脱离接地状态,同时判断不影响清二区间上行线列车运行。

清二区间属于窑沟变电所212馈线(上行)、214馈线(下行)范围,故障地点属于214馈线(下行)区段,当故障发生时,清水河分区所232断路器保护跳闸,断开232断路器,使清二区间上下行馈线解列,按保护整定原则214馈线保护应该跳闸,切除故障区段,但实际214馈线保护未启动出口,直到K215+700处429#支柱(下锚柱)拉压管、腕臂管两棒瓶断落,腕臂掉落在线路外侧后,故障消失。

21:31分工区班长向电力调度汇报现场具体情况,并进行了事故初期汇报,21:35电力调度下令断开窑沟变电所212馈线、214馈线,之后工区不间断与电力调度及供电段各级领导汇报现场情况。

21:40分电力调度通知F305次大列司机临时处理受电弓,22时38分处理完成,电力调度22:39分下令窑沟变电所给212馈线、214馈线送电。22:47分工区班长在K215+700处(429#-431#两支柱间)准备观察F305次列车通过时状态,电力调度员告知班长F305次大列司机反映无电要求工区现场验电,工区班长派验电人员验电证明网上有电,并电话通知电力调度。同时发现电力机车头方位瞬间亮起并伴有巨大声响(类似雷声),初始直径篮球大小严重放电拉弧,亮光顺接触线线路方向延伸持续3秒钟左右。此时工区班长情况期间正保持和电力调度通话,由于距离300米左右无法确定具体状况,遂及时通知电力调度要求停电,电力调度在22:50分下令断开窑沟变电所212、214断路器。

22:56分工区班长再次到达K216+95发现F305次大列机头处接触线烧断耷拉在离地2.2m处,及时向电力调度报告具体情况(造成二次事故)。

二、清水河分区所保护动作分析

故障发生后供电段积极组织技术力量,对窑沟变电所214馈线保护装置没有动作的现象进行了调查、分析。

2018年9月7日21:00:52.634232断路器阻抗I段动作(故障电流6.35A,折算到一次电流值为:1587.5A;故障电压8.28V,折算到一次电压值为2277伏;二次阻抗值1.32欧、角度39.1度)重合失败。从此报告分析:故障发生后,清水河分区所232断路器正常跳闸,从装置测算显示的阻抗角度(39.1度)看,故障属于非金属性接地。232重合闸动作说明故障点的电源侧(214断路器未跳闸)断路器未断开,造成232断路器重合,因故障未消失,造成232断路器重合失败,之后232断路器一直在分闸位置。当在工区班长发现电力机车头方位瞬间亮起并伴有巨大声响(类似雷声),初始直径篮球大小严重放电拉弧时,不能再使232断路器跳闸,分区所保护装置属于正常。

232保护装置显示如下:

232断路器跳闸、重合闸失败、电流=6.35A、电压=8.28V、阻抗=1.32Ω、阻抗角=39.10度;故测装置电流增量△I启动、电流=3.70A,阻抗ZI启动、相电容器阻抗=3.73Ω;

三、窑沟变电所保护未动作分析

1.调取窑沟变电所下行214馈线保护装置定值,定值的数值及压板投入均没有问题。摘要如下:

(1)214断路器保护装置配置字投入情况:

距离I段、距离I段正向、距离II段、距离II段正向、平行四边形、距离谐波闭锁、电流速断、速断低压闭锁投入,过流I段、过流谐波闭锁、电流增量保护、距离I段重合、距离II段重合、电流速断重合投入。

(2)214断路器保护装置定值情况

距离I段电阻=7.08Ω、距离I段电抗=6.13Ω、距离I段时间=0.1s、距离II段电阻=7.08Ω、距离II段电抗=17.09Ω、距离II段时间=0.5s、电流速断电流=7.2A、电流速断时间=0.5S、速断低压闭锁=65V、过流I段电流=14.84A、过流I段时间=0.1s、电流增量保护电流=3.6A、电流增量保护时间=2s、二次谐波闭锁系数=0.15,增量保护谐波加权系数=3、线路阻抗角=72.1度、第一次重合时间=2s、重合闸冲动时间15s、后加速投入时间=1s、PT断线闭锁电流=5A、PT1变比=275、PT1变比=275、保护CT1变比=250、保护CT1变比=250。

2.调取214馈线最大负荷情况及保护启动情况

装置显示:

“9月7日21:01:25Imax=1199A、U=25.10KV、9月7日21:00:54Umin=16.08KV、I=1211A”

“9月7日21:00:54保护启动”

“R=0.15.24Ω、X=0.007.39Ω、U1=89.0V、I=0.005.25A”

从装置报告显示情况分析在2018年9月7日21时00分54秒740毫秒214保护启动(只是突变量电流定值达到要求而启动,当时二次电阻:15.24欧、二次电抗:7.39欧、二次电压:89伏,折算一次电压为24475伏、二次电流:5.25A,折算一次电流为1312A)但未出口。

从装置调出9月7日11时---9月8日8时时间段内的最大负荷电流情况:214保护9月7日21时00分54秒为1312A。

根据报告情况,所给数值均未达到定值要求,所以214保护未能启动跳闸。

在9月7日22:47分发生的机车二次故障时,造成网线烧断落地,窑沟变电所均无这个时段的最大负荷情况及保护启动情况,无法分析。

四、故障后采取措施

1.对窑沟变电所的214断路器定值进行核实。试验结果显示:214断路器的速断保护、过流I段保护、距离I段、距离II段保护按照给定的保护定值均能可靠动作,试验结果合格。

2.对214断路器的电流互感器进行极性校验,回路检查,角比差试验。通过试验判定该电流互感器合格。

3.对214断路器保护测控装置做装置测试试验,试验结果正常。

4.对214断路器断路器进行大电流传动试验(带重合闸),试验结果正常。

五、结论及建议

上述分析可以看出,此次线路故障清水河分区所232断路器跳闸属于正常;窑沟变电所214断路器因为没有达到保护定值,所以不跳闸。同时对214断路器保护装置、电流互感器进行试验均正常,保护定值是设计院给出,建议请权威部门重新计算保护定值,对于保护装置可以请厂家给与权威鉴定,防止类似故障发生。

注:互感器的比差即为比值误差,即指互感器的实际二次电流(电压)乘上额定变比与一次实际电流(电压)的差,对一次实际电流(电压)的百分数。互感器的角差即为相角误差,即指互感器的二次电流(电压)相量逆时针转180°后与一次电流(电压)相量之间的相位差。电流互感器的误差分为比值差和相位差:比值差是通过二次回路间接测量到的电流值(KeI2去一次电流实际值与一次电流实际值的百分比。即相位差是指二次电流相量旋转180°后,与一次电流相量间的夹角,又称角差,并规定二次电流相量超前一次电流相量时,误差为正,反之为负。

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