井下电网短路越级跳闸的原因分析和探讨

第一篇：井下电网短路越级跳闸的原因分析和探讨

井下电网短路越级跳闸的原因分析和探讨

摘要：本讲义介绍了目前煤矿井下供电系统的现状，针对井下短路故障时越级跳闸的原因进行了分析，并给出了自己认为可行的解决办法：对于短路故障的越级跳闸提出了一种将井下高压防爆开关的智能综合保护器的采样、处理、输出等冗余环节作为后备保护，加以直接的电流速断保护的改造方案。实际运表明, 经改造后的BGP 系列高压防爆开关一定程度上避免了因越级跳闸造成的大面积停电事故，减少了安全隐患, 提高了生产效率；漏电保护的改造基本上满足了漏电故障准确跳闸的要求，提高了供电的安全性和可靠性。关键词：井下供电、短路故障、越级跳闸、内容：

煤矿井下发生短路故障时，地面35/ 6 kV 变电站高压开关柜发生动作，但井下普遍使用的配有智能综合保护器的 BGP 系列高压防爆开关却不发生保护瞬动跳闸，而是在上一级电源短路保护速断跳闸后，才导致高压防爆开关失压跳闸。井下由于高压线路铺设较短，高压设备之间间隔相对不大，故障点一般距离各个高压配电点都不太远，很容易造成或者发生多级高压馈电开关同时跳闸，这各是煤矿井下电网的一个普遍弊端。因而在井下电网发生短路故障的时候频繁出现越级跳闸。（同时，井下供电系统发生漏电故障时漏电保护因不能准确地判断故障线路，也可以造成高压防爆开关误动或拒动等现象）。由于越级停电跳闸影响范围大，给故障的查找和供电的恢复带来麻

烦，直接影响安全生产。为此，深入分析越级跳闸保护机理, 对煤矿井下连续供电、确保安全生产具有十分重要的意义。

1、煤矿井下电网越级跳闸的原因及分析 1.1 煤矿井下电网越级跳闸的原因

煤矿井下目前使用的高压防爆开关在选型上没有与地面变电所的供电设备合理配套, 特别是没有合理地整定保护器的配合。由于煤矿井下供电的特殊性, 即速断保护的无时限特性, 更给保护器的选用和整定带来了技术难题：目前国内的短路保护要求动作时间小于 0.2 s，也就是直接向煤矿井下供电的最上一级开关的短路保护动作时间为0.2 s, 在如此短的时间内实现保护器时间上的配合, 无论在理论上还是在现有设备的制作水平上都很难实现。1.2 煤矿井下电网越级跳闸的分析

煤矿井下目前使用的高压防爆开关动作时间=保护器动作时间+ 高压防爆开关固有动作时间。保护器动作时间 = 保护采样时间 + 单片机处理时间 + 继电器输出时间= 0.04 + 1/∞+ 0.02=0.06(s)高压防爆开关固有动作时间= 24 V 跳闸电磁铁的动作时间+跳闸机构动作时间+真空断路器动作时间= 0.08+ 0.1+ 8/(1 000×1)= 0.188(s)当发生短路时总的速断动作时间为保护动作时间 = 保护器动作时间 + 高压防爆开关动作时间 = 0.06+ 0.188= 0.248(s)就开关和保护器本身来讲，动作时间均满足要求，但当开关和保护器一起配套使用时，保护动作时间却大于0.2 s，即0.248 s。

目前，煤矿地面向井下供电的最上一级高压开关柜总的速断动作

时间一般都要小于0.2 s。

由于煤矿地面的高压开关柜和井下的高压防爆开关在一起配套使用，当井下发生短路故障时，地面的高压开关柜动作快于井下的高压防爆开关，因而造成煤矿井下越级跳闸现象。

2、煤矿井下电网越级跳闸的解决方法

高压供电速断越级跳闸的解决方法

(1)如果能对BGP系列高压防爆开关动作时间进行改造，缩短保护动作时间，将井下高压防爆开关的智能综合保护器的采样、处理、输出等冗余环节作为后备保护，加以直接的电流速断保护，电流继电器采用比原有保护装置动作时间更快的电流继电器，尝试的改造如下：即将高压防爆开关原电流互感器 2K1、2K2 去电流源部分不用，新增加2个DL-32 型电流继电器作为短路保护的主保护，原高压防爆开关短路保护作为后备保护。改造后的BGP 系列高压防爆开关原理如图1所示。

(a)采样部分原理图

(b)控制部分原理图

图1 改造后的BGP 系列高压防爆开关原理图

改造后的BGP 系列高压防爆开关由于短路保护直接作用于电流继电器，缩短了开关短路保护速断的跳闸时间，增大了井下高压防爆开关的动作几率, 大大减少了越级跳闸的几率。

(2)完善保护整定：优化煤矿地面与井下的配合方案，在满足保护可靠系数的条件下，地面可适当放大速断保护定值，同时尽量缩小过流保护时限定值，使入井回路电缆采取保护实现分段保护，在满足设备运行的前提下，井下尽量缩小速断保护定值，并且保证保护配合不存在死区，逐级的保护整定按实际情况进行降级整定，正确的整定是预防越级跳闸的领一各有效手段。

3、结语

本文主要分析了煤矿井下发生短路越级跳闸的原因，并提出了个人理解的两个解决方法。但是在实际使用中，保护器的改造难度也是相当的大，操作起来也比较困难。不过现在已经有一些科研机构（济源矿用），已经研发出相对比较灵敏的保护器，如果外加串联安装这种保护装置，理论上是可以有效地预防越级跳闸，提高了供电的安全性。

第二篇：越级跳闸成因及防范对策

越级跳闸成因及防范对策探讨浅谈

继电保护是电力系统的重要组成部分，是保证电网安全稳定运行的重要手段。随着集团各公司电力系统的不断发展和电力系统故障对安全生产带来的巨大损失，对继电保护动作正确性的要求越来越高。作为专业管理和执行部门对保护定值的正确性、保护装置的可靠性及二次回路的完好性越来越重视，判断电力系统保护优劣的一个重要依据就是当电力系统故障时是否会发生越级跳闸，此次协会会议的主题就是探讨如何防止越级跳闸，就这个主题谈一下自己的肤浅的认识：

一、越级跳闸的成因：

1、名词术语：

越级跳闸：是指电力系统故障时，应由保护整定优先跳闸的断路器来切除故障，但因故由其它断路器跳闸来切除故障，这样的跳闸行为称为越级跳闸。

2、越级跳闸的成因：

（1）、保护定值整定不当，特别是上下级保护定值配合不当，当下级发生故障时本级保护不动作或上下级保护同时动作；

案例一：2002年10月楚星硫磺制酸10KV站2000KW主风机在启动过程中因热变电阻柜多次启动后水阻沸腾而发生三相短路，主风机出线柜和10KV进线柜同时跳闸，至使磷复肥系统断电停车。事故后经查，主风机出线柜差动速断整定为16.88A，时限0S，（变比为200/5），折算到一次侧电流为675.2A；一段进线柜速断整定值为17.32A，时限为0S，（变比为1000/5），折算到一次侧电流为3464A，而装置上的故障电流记录为10.23KA，所以当馈出线发生故障时两级保护同时动作。现将进线柜速断保护改为49.34A，时限0.3S，短延时定值15.52A，时限0.5S，长延时定值为8.36A，时限9S，当2004年1#尾气风机电机接线盒处发生三相弧光短路时，本柜保护可靠动作，没有发生越级现象。

案例二：2005年11月3日，磷复肥6#磨机（10KV绕线电机，功率900KW）转子滑环在启动时击穿，本柜保护未动作，而使阳合岭变电站岭02线二段过流动作将岭02磷铵线跳掉，事故后查6#磨机保护定值发现电流速断为23.8A，时限0S，反时限过流3.4A，时限2.44S，（变比为100/5），延时30S，阳合岭岭02线过流二段定值为5.2A，时限为1.5S，（变比为150/5），当电机滑环短路时，电机处于带载堵转直接启动，但由于滑环不是三相金属固接同时磨机是重载设备，所以滑环故障启动时启动电流达不到速断动作值，又达不到反时限动作时间，查阳合岭岭02线动作值为10.23A，折算到一次侧电流为306.9A，此值达不到6#磨机速断定值，但满足岭02线二段过流动作值，当时限达到1.5S时使其动作跳闸。现将速断定值改为11.8A，当12月28日6#磨机再次发生滑环击穿时，本柜速断保护可靠动作没有发生越级事故。

（2）、上下级保护时限配合不当，当发生故障时下级保护时限未到而达到上级时限使上级保护动作；进线与出线的继电保护的整定值和时限的配合很重要，否则很容易发生越级跳闸。为了保证电力系统的稳定运行，供电部门对用户进线的继电保护要求都比较高，进线的速断与过流必须满足上一级电网的要求，时间越短越好。这就给出线开关的保护整定带来一定困难，有些地方用户变电站进线与出线的速断只靠动作电流来配合，速断没有时间差，当电网短路容量大时，完全靠动作电流来配合，就容易出现越级跳闸。在变压器高压侧出现短路故障，其短路电流与母线基本相等，如果速断没有时间配合就容易发生越级跳闸，或同时跳闸。当变压器低压侧出口发生故障，这时就要进行短路电流计算，如果速断电流整定值过于小，在电网容量很大时，变压器低压侧出口发生事故时，也容易造成越级跳闸。

进线与出线的过流靠过流值与时间差来保证继电保护的选样性。过流配合的时间差一般应小于0、5秒，虽然现在高压开关都选用真空断路器，其固有动作时间比较小，但开关的固有动作时间、继电保护出口时间、中间继电器的动作时间以及操作机构的动作时间与继电保护整定时间都有一定关系。所以进线与出线过流保护的时间差整定太小，也容易发生越级跳闸。(3)、继电保护回路接线错误，如将电流继电器串联结成并联而使保护定值增大一倍，将电流继电器并接结成串接而使保护定值缩小一倍，保护二次回路接线错误将速断接为过流，将过流结为速断，当回路故障而整定值正确时不能正确动作；

案例三：楚星合成氨2002年增容后，由于系统没有完善，2003年经过电控部人员的共同努力，将新35KV开关站和6KV开关站相继投运，在将4#4M20压缩机供电由老6KV室转移至新6KV室后，在第一次启动时本柜速断保护动作，经检查电机线路完好，保护回路正确，保护定值无误，无奈下将速断定值由电机额定电流的7倍改为8倍，但启动时依然速断动作，通过分析判断有可能是电流继电器问题，更换继电器后故障依旧，最后通过仔细检查才发现电流继电器两线圈本来为并接的但错误接为串接，致使保护定值缩小一倍，将线圈并接并将保护定值恢复后一次启动成功。

（4）、继电器、断路器可动系统卡涩，触点接触不良，跳闸线圈烧毁，当保护正常动作时不能接通跳闸回路；

案例四：1998年股份公司8#萝茨机在运行中烧毁，但其保护短路器没有动作，脱硫配电室低压进线开关整定值过大也未动作，致使脱硫变高压柜保护动作，脱硫配断电系统停车，事故后经查，8#萝茨机短路器选用的是正泰公司生产的DW15-630断路器，但当8#机故障时其没有动作，用手掀按手动分闸按钮时断路器同样没有动作，后用起子撬动可动机构后才将断路器分闸，由此可以判断是DW15开关分闸机构卡涩，从而导致越级事故的发生。案例五：2004年5月，枣阳化工公司尿素高压分室发生短路，整个系统各级保护发生拒动，强大的短路电流将电缆沟内电缆烧毁，同时烧毁多面开关柜，通过事后的分析调查和试验，各级保护拒动的根本原因是保护多年未校验、继电器触点松动氧化接触不良或不到位、跳闸机构卡涩和跳闸线圈烧毁等多种因素的综合。

（5）、用于继电保护的电流互感器参数选择不当，特别是电流互感器的抗饱和能力不足，当系统的短路电流很大时，电流互感器铁心将发生严重过饱和现象，在稳态对称短路电流（无非周期分量）下，影响互感器饱和的主要因素是：短路电流幅值、二次回路（包括互感器二次绕组）的阻抗、TA的励磁阻抗、TA匝数比和剩磁等。在实际的短路暂态过程中，短路电流可能存在非周期分量而严重偏移，这可能导致TA严重暂态饱和。由电工基础理论可知，TA在严重饱和时，其一次电流中的直流分量很大,使其波形偏于时间轴的一侧。铁心中有剩磁,且剩磁方向与励磁电流中直流分量产生的磁通方向相同,在短路电流直流分量和剩磁的共同作用下,铁心在短路后不到半个周期就饱和了。于是,一次电流全部变为励磁电流,二次电流几乎为0。如电流互感器发生磁饱和现象，即使保护定值、保护回路、动作机构和元件完好，当系统发生短路故障时也不能将故障切除，甚至由于不能满足动稳定和热稳定的要求而发生爆炸，从而导致发生越级事故。案例六：1998年股份老系统5#冰机在启动过程中电流互感器发生爆炸，开关柜和油断路器全部烧毁，6KV室202进线开关跳闸，同时产生的电压降使生产系统全部停车，临时将5#冰机开关柜母线切除后恢复送电，事故原因事后分析为系统扩容后短路容量增大，互感器不满足动热稳定和磁饱和的要求而爆炸。

（6）、直流系统设计缺陷或故障。常用的直流电源有蓄电池、硅整流、电容储能三种型式。对各种信号、继电保护及自动装置、断路器的控制、事故照明等提供电源，直流系统的可靠性是保障变电所安全运行的决定条件之一。当直流系统绝缘损坏多点接地或直流电压过高过低甚至消失，就会引起继电保护误动和拒动，特别是直流系统不可靠当电力系统发生故障时将会造成灾难性的后果。

案例七：2004年7月，云南华盛化工股份有限公司一员工在对2#压缩机进行停电操作时，误将正在运行的1#压缩机高压隔离开关拉下，使6KV母线发生短路，短路产生的电压降使控制室的硅整流器不能正常工作，直流电压不能满足要求，使主变高低压侧保护和35KV进线保护不能动作，事有凑巧，华坪电力保护因故也拒动，从而导致发生6KV母线和主变全部烧毁的恶性事故。

二、越级跳闸的防范对策（1）、管理措施：

1、加强对供配用电系统的巡回检查和隐患整改，特别是对高压和大型用电设备的维护保养，保证供配用电系统的本质安全，以弥补继电保护的缺陷和不足，系统的短路容量越来越大，定值的准确计算难度也越来越大，存在着很多不确定的因素，即使保护能够可靠动作，生产设备也会因短路电压降而跳闸停车，因此，坚强管理，强化责任，避免设备事故是保证电力系统和生产稳定运行的根本；

2、加强对继电器保护的检查、维护和校验。继电器的可动系统必须动作灵活，触点接触牢固可靠。开关及其二次回路检修完毕，投入运行前，一定要对开关的保护装置做整组传动试验，证明继电器和回路处于良好工作状态后，开关才能够投入运行。同时对所有继电保护校验制定专门的制度，成立专职机构和专职人员，定期对继电保护装置进行校验。

3、加强对直流系统的日常管理和维护，对直流用电装置和馈线经常巡回检查，发现问题及时处理，防止蓄电池、充电模块故障和直流接地、直流绝缘击穿。

（二）、技术措施

1、保护定值的准确计算和根据实际合理设置。目前集团各公司供电系统的配置均为单侧电源放射型主接线，电压的变换分为三个层

面，即高、中、低三层，高压一般由电力局进行计算和保护的整定，以和上一级电网的的保护配合，我们无权更改。最简单的方法就以电力公司计算整定的电源进线和主变高低压侧保护定值为依据，在相同电压等级下，各进线和出线的保护定值应小于其上一级的值，并在时限上要满足保护整定的阶梯性原则。对中压层，进线开关建议选用带时限的三段式保护，定值和时限比同等级电压的上一级保护的小；对变压器速断的整定就要进行比较准确的计算，整定过小不能躲过变压器空载励磁涌流，整定过大，难于和上级保护配合，建议变压器的电流保护也采用带时限的三段式保护，速断按照躲过低压母线最大运行方式短路时的电流整定，时限考虑设置为0.3秒（与上级配合）。短延时按照比过流一段电流小的定时限保护，时限取为1.5秒，保证变压器满载运行时最大功率的低压大电机堵转后不动作。长延时取为1.8倍额定电流，动作时限80S。因电动机跳闸对生产的影响不是很大，而且绝大部分故障都是由电动机引起的，所以必须要保证电动机特别是高压电动机保护的可靠性和灵敏性，建议电动机的保护采用不带时限的速断和过流保护，速断定值按躲过电机的启动电流来整定，不建议按一般的经验以7~8倍的额定电流来整定，而应以电机的实际启动电流稍大来整定，过流可根据电机的实际运行负荷来整定，但一般不应超过电机额定电流1.2倍，因高压机保护齐全且负荷运行稳定，具体的整定可按保护的配置视情况整定，但应以保证电机安全运行为前提，低压电机因受各种原因的影响或为了满足生产的需要，运行极不规范，因此没有固定的整定模式，但应确保电机或线路故障时能可靠动作，否则因低压故障也会越级到高压。

2、正确选用保护元器件，对现有不满足保护选择性、灵敏性要求和安全的元件逐步淘汰更换，如将常规电磁保护改为微机继保，将油开关改为真空开关或SF6开关，将电磁操作机构改为弹操机构以减少保护固有的动作时间；尽量选用较大的变比、较强带载能力、较高的10%饱和倍数值电流互感器以提高互感器的抗饱和能力和带载能力；尽可能地降低电流回路的阻抗，将电流回路选用较大截面的电缆或连接导线，对于继电保护装置安装在控制室内的配电所，当控制室与高压开关柜（电流互感器安装在高压开关柜内）较远时，会使得二次阻抗变大，可将保护改装在高压开关柜上。

3、对陈旧的直流系统进行更新改造，同时对传统的直流馈线接线方式进行变革，不断提高直流系统的健康水平。同时要加强直流系统的维护和管理，如：3．1当常规变电所中的时间继电器延时接点间经常带有不同极性的电位时，应再串人时间继电器的一对瞬动常开接点，如果时间继电器的延时时间比较长，应在时间继电器的工作线圈中串入合适的限流电阻。以保持其热稳定性，防止直流回路短路。3．2对于A型插座上带有不同极性电位的接线头间，应用不带电的接线头隔离开。3．3在一些较为老的常规变电所中，极化型继电器底座上经常带不同极性电位的接点间应用空余接点隔离开。3．4各种正负电源同在的端子上，应通过备用端子隔开。防止在绝缘降低的情况下造成短路。3．5加强日常运行维护和定期清扫，定检时加强对接点间绝缘和线圈间的绝缘测试，发现绝缘降低等现象及时处理。3．6对室外瓦斯继电器等有可能造成直流回路裸露于空气中的，必须加装防雨罩。3．7对室外二次回路用的端子箱的下部应严密封堵，防止电缆沟内的潮气浸入，使端子锈蚀，其方法可在电缆间的空隙之间以棉丝堵塞，下部填干燥沙，上铺以砂层，然后防火有机堵料严密封堵。3.8对高压电机的现场控制箱要特别加强维护管理，即使清理控制箱内的粉尘和污物，对端子排和各接点经常紧固，有条件的建议将现场的高压控制箱盖为防腐防尘的控制箱。

另外，对采用装有储能电容器的整流型直流电源，还应定期对储能电容器进行试验，防止当系统故障且交流电压大为降低的情况下，整流后的直流电压降得很低，致使继电保护装置无法动作，保证储能电容器良好，以便上述情况下及时供给继电保护装置电源，保证装置正确动作。对采用蓄电池直流系统的变电所(包括免维护阀控铅酸蓄电池系统)，应定期对蓄电池进行核对性容量试验，使蓄电池始终保持良好状态，保证变电所在失去交流电源的特殊情况下，继电保护及自动装置可靠动作。

诚然，继电保护确实重要，但搞好电力系统的本质安全才是最重要的，只有保证电力系统少出故障，才能真正保证电力系统的安全和生产的稳定，让我们群策群力，共同努力，以此次论坛为契机，围绕如何防止电力系统越级跳闸为主线，加强责任心，加强执行力，加强学习和技术研讨，为实现电力大事故为零的目标而努力奋斗！由于水平和能力有限，对继电保护认识和认知较肤浅，带着重在参与和学习的目的在此班门弄斧，请大家批评指正！

何满华 2006-1-7

第三篇：一起35kV线路保护越级跳闸事故的分析

2012年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文

一起35kV线路保护越级跳闸事故的分析

吐鲁番电业局 李长福 联系电话***

[摘要]就一起35kV线路故障导致的保护越级跳闸事故进行了介绍。根据事故前的运行方式、事故经过及相应的保护动作情况，分析了导致事故发生的原因和暴露的问题，提出具体的防范措施，以保障电网实现安全稳定运行。

[关键词]越级跳闸；事故分析；防范措施 事故前的运行方式及保护投退情况

2011年12月29日，35千伏连木沁变35千伏蒲连线、35千伏连列线和35千伏连水线，都按正常方式t投入运行，保护定值和出口压板按地调定值单正常投入。

图1事故前的接线方式

2事故经过和保护动作情况

2011年12月29日7：02：26，110千伏蒲昌变35千伏蒲连线过流III段保护出口跳闸，重合动作不成功，连木沁变侧35千伏蒲连线保护启动无任何动作信息，在同一时刻金汇电厂小电源解列装置动作跳开35千伏连列线断路器，造成35千伏连木沁变全站失压。

07：10，地调令断开连木沁变35千伏连水线断路器后，试送蒲昌变35千伏蒲连线、连列线开关成功，连木沁变恢复运行。随后通知维护人员对35千伏连水线进行事故巡线。维护人员发现连水2012年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文

线正常，只是连水线外水电站内线路故障。地调要求水电站断开35千伏一二线后，35千伏连水线送电成功。故障经过及原因分析

此次事故的故障点在35千伏一二线上，应由水电站内35千伏一二线开关动作跳闸切除故障，但其未能动作，应由上级连木沁变35千伏连水线动作跳闸切除故障，却也未能动作，最终导致蒲昌变35千伏蒲连线开关越级跳闸。在发生故障的第一时间，继保人员对可能导致故障发生的原因进行了分析。由于故障点站内为老式常规站，记录的时间和连木沁变内继电保护装置记录的时间不一致，给事故分析带来了一定的难度。原因可能为（1）可能存在35千伏连水线和蒲连线CT变比或极性错误，导致越级跳闸；（2）由于水电站内保护装置为老式继电器使用时间长，可能存在插件或者保护元件老化的现象，导致保护拒动；（3）保护定值整定错误导致保护拒动。

经过检查保护定值可知：蒲昌变35千伏蒲连线过流III段定值为4A，动作时限为1.0S，连木沁变35千伏连水线定值为5A，动作时限为0.7S。为找出故障发生的真正原因以及对故障进行处理，继保人员对现场的保护动作数据以及录波图进行了查看：

由于35千伏一二线故障时，同时连木沁变35千伏连水线和蒲昌变35千伏蒲连线保护装置启动，短路电流达到保护启动值，通过短路故障电流示意图可以看出，此时经过35千伏连水线的短路电流 I3 分别是由系统电源短路电流 I1 和金汇电厂电源短路电流 I2 同时提供，即：I3=11+I2，故障电流达到5.9A（二次值）。已满足35千伏连水线动作值5A和35千伏蒲连线动作值4A，从录波图上显示的时间可以得出：在故障持续了0.6秒后，金汇电厂小电源解列装置动作切除金汇电厂电源。（金汇电厂小电源解列装置动作时间是0.5秒，加上断路器固有动作时间0.1秒刚好是0.6秒）此时经过35千伏连水线的短路电流I3等于系统电流提供的的短路电流11，短路电流减小，动作值小于定值整定值，35千伏连水线保护返回，当35千伏蒲连线仍未返回，持续动作直到动作时间后，跳开蒲昌变35千伏蒲连线开关，切除故障。由此，可以判断导致故障发生的原因（1）是不存在的。

为了判断原因（2）是否正确，需要对35kV一二线时间继电器测试，经过多次测试确实为时间变化较大，存在设备老化拒动和误动的现象。

对35kV连木沁变连水线和鄯连线保护定值整定计算核查发现，电流整定定值不满足规程要求，灵敏度仅为1.1，小于规程规定的1.20。

图2 连木沁变35kV连水线故障录波图 2012年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文

图3 连木沁变35kV鄯连线录波图 2012年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文

图4 连木沁变35kV连列线录波图

4防范措施及整改

4.1经过此次35千伏蒲连线跳闸情况分析，重点针对变电站母线既有小电源上网线路也有正常负荷出线的情况，开展核查小电源解列装置切除时间是否与出线保护跳闸时间相配合。对于较早切除小电源的情况，在考虑最小短路电流时不考虑其提供短路电流的影响以保证后备保护的灵敏度。

4.2上级部门加强技术监督管理。某些处于电网联络点的用户变电站，可能会由于运行经验、技术水平的局限，对设备的运行、维护、试验等方面的管理不够规范。因此，上级供电部门应指导其完善设备档案、制定运行规程，并督促其定期对舍内进行检验。这样不仅可以提高用户本身用电的可靠性，还确保了主网需要经过用户变进行供电时的安全性。

第四篇：线路故障跳闸原因分析报告

XX月XX日XXXkVXXX线路故障跳闸原因分析报告(模板)1 线路概况

1.1 简介（电压等级、线路名称、线路变更情况、线路长度、杆塔数、海拔、地形、地质、建设日期、投运日期、资产单位、建设单位、设计单位、施工单位、运行单位）1.2设计气象条件 1.3 故障点基本参数 1.3.1杆、塔型。

1.3.2导、地线型号。

1.3.3 绝缘子（生产厂家、生产日期、绝缘子型式、外绝缘配置）。

1.3.4基础及接地。1.3.5线路相序。

1.3.6线路通道内外部环境描述。保护动作情况

保护动作描述、重合闸动作情况、保护测距情况、重合不成功强送电情况、抢修恢复时间。故障情况

3.1 根据保护测距计算的故障点 3.2 现场实际发现的故障情况 3.3 现场测试情况 故障原因分析 4.1近期运检情况

4.2 气象分析故障（当日天气情况)4.3 故障点地形、地貌

4.4 测试分析（雷电定位、接地电阻测量、绝缘子检测、绝缘子盐密和灰密（绝缘子污秽程度）、复合绝缘子憎水性、绝缘试验情况、在线监测等）

4.5设计校验（故障点基本参数、绝缘配置、防雷保护角、鸟刺加装、弧垂风偏校验）4.6现场走访情况（向故障点周边群众了解故障当时的天气、外部环境变化、异响、弧光等）

4.7其它故障排除情况（故障排除法）故障分析结论 暴露的问题 7 防范措施 7.1 已采取措施

7.2 拟采取措施(具体措施、措施落实责任人、措施落实时限)

附件一：现场故障现象（故障周边环境、故障点受损部件、引发故障的外部物件）图片 附件二：现场故障测试图片 附件三：现场故障处理图片

附件四：相关资质单位的试验鉴定报告 附件五：保护动作及故障录波参数 附件六：参加故障分析人员名单

单位： 日期：

第五篇：寺河矿电网“越级跳闸”继电保护系统的设计与实施

寺河矿电网“越级跳闸”继电保护系统的设计与实施

摘要：目前寺河矿供电电网普遍存在多级辐射状供电模式，其特点为：一方面由于延伸级数多，电网配合时限不足，以致保护时限无法配合；另一方面由于系统容量增大、供电线路短，不同级别的短路电流接近，以致保护的电流定值无法配合，因此，无奈之际只能牺牲选择性而保证快速性，致使矿井电网的继电保护系统普遍存在“越级跳闸”问题，系统出现短路故障时由于无选择性配合，造成井下供电系统大面积停电，引发停电停风事故，严重影响煤炭安全生产。

关键词：多级辐射 选择性 快速性 越级跳闸概述

1.1 供电系统简介 寺河110kV变电站一回电源引自220kV芹池变电站，另一回电源引自郭北110kV变电站。两回110kV电源线路分列运行。两回电源线路任一回路故障，另一回能担负寺河矿井全部负荷。矿区附近配备有15MW的瓦斯电站升压35kV电压等级同电网相连，目前可发电容量约12000kW。地面和井下主要供电电压为6kV。寺河110kV变电站平均负荷为49000kW，最大负荷为60000kW，向外放射性布置9个35kV变电站（寺河工广、寺河东风井、寺河小东山、寺河三水沟、寺河潘庄、寺河西井区及金鼎刘庄场地、沁秀坪上和岳城）。井下6KV变电所共有21个，东区14个，西区7个。

1.2 技术背景 传统的电流保护技术采用定值与时限配合的原则实现保护选择性，这种配合原则已无法从原理上解决煤矿电网的保护选择性问题；随着矿井供电规模的增大，越来越多的矿井电网采用消弧线圈接地方式，而现场的许多保护装置仍沿用功率方向型漏电保护技术原理，当系统发生接地故障时，则势必造成系统“误动”现象频繁。

针对上述技术难题，笔者采用智能零时限电流保护、光纤差动保护和改进型零序导纳原理的漏电保护技术，从原理上解决了矿井电网的“越级跳闸”问题。智能零时限电流保护技术不需要定值和时限的严格配合，采用网络通信技术自下而上地传递保护故障信息的方法实现保护的选择性；改进型零序导纳原理的漏电保护能自适应矿井电网的中性点接地方式；井下应用的综合保护装置采用高性能的软硬件平台、国际标准的通信协议，提高了保护装置的可靠性和适用性。通过长期的现场试运行证明，能有效地解决矿井电网存在的技术问题，提高煤矿供电系统的运行可靠性。继电保护系统的设计原理

2.1 设计目标 ①采用新型的网络保护技术，解决煤矿井下供电系统继电保护选择性和速动性的矛盾，从根本上解决矿井电网继电保护的“越级跳闸”问题，提高煤矿供电系统可靠性和安全性，为煤矿安全生产提供有力保障。②采用新型的漏电保护技术，解决矿井电网漏电保护的可靠性问题，避免漏电保护动作不可靠造成的系统保护“误动”和“越级跳闸”，提高供电系统可靠性。③构建集成的矿用电站综合自动化系统，系统集成先进的继电保护、监测监控、视频监控、语音通信等多项技术，实时监控矿井电网的运行状态，提高矿井电网的自动化水平、运行效率和经济效益，为矿井电网的安全运行提供决策支持。

2.2 继电保护系统技术简介 ①概述。井下防“越级跳闸”系统采用光纤差动保护和智能零时限电流保护技术实现。MPR303S光纤差动保护装置、MPR304S智能零时限电流保护装置、KHL127矿用保护通信服务器和专用保护通信网络组成井下防“越级跳闸”系统。MPR300S系列矿用保护装置、KJ38-F电力监控分站和电力监控通信网络组成井下电网电力监控系统，与电力监控中心配合实现井下电网电力监控系统。②智能零时限电流保护技术。智能零时限电流保护技术用于防“越级跳闸”系统。智能零时限电流保护采用网络保护技术，通过保护装置间的智能通信，检测故障区域和故障定位，实现上、下级保护的配合。智能零时限电流保护系统由MPR304S智能终端和KHL127矿用通信服务器组成，保护原理如图1所示。

将供电网中的MPR304S保护装置按物理位置（进线、出线和联络开关）划分为多级保护系统，每台MPR304S保护装置有两对光纤接口，其中一对光纤接口通过点到点通信方式与通信服务器对应母线的光纤接口板连接、联络保护装置的两对光纤接口分别与服务器对应母线的接口板连接、进线保护装置的另一对光纤接口与上级变电站的出线保护装置的一对光纤接口相连。

系统中所有保护装置的速断保护均可设置为零时限，保护定值可按保证灵敏度整定，且不需要上、下级保护定值的严格配合。当系统发生短路故障时，相关的保护装置可能同时启动，当达到保护定值时，距离故障点最近的本级保护装置动作，并通过服务器的光纤接口电路进行逻辑判断，同时逐级向上级保护传递保护故障信息，上级保护装置收到保护故障信号后与下级保护装置建立通信，实时检测下级保护的动作情况，等待距离故障点最近的开关跳闸，若跳闸成功则故障信号自动消失，若跳闸不成功则经短延时（保护动作时间+断路器固有动作时间，可整定）由上级保护装置切除故障。③光纤差动保护技术。光纤差动保护技术用于防“越级跳闸”系统，其保护原理如图2所示。在上、下级变电站的进、出线开关成对配置MPR303S光纤差动保护装置，并在保护装置间设置光纤通信信道。当供电线路发生区内故障时（D1、D2、D3），线路差动保护动作，供电线路两侧开关跳闸，切除线路故障；当发生供电线路区外故障时（D4、D5、D6），线路光纤差动保护不动作，而由对应的出线保护装置切除故障（但D6点的母线短路故障只能由G0或G1保护的时限过流后备保护切除），实现防“越级跳闸”功能。

光纤差动保护为供电系统防止“越级跳闸”提供了又一种技术选择。光纤差动保护可与智能零时限电流保护系统配合应用，即各变电站进出线之间采用光纤差动保护实现故障隔离，变电站内部采用智能零时限电流保护，如图3所示。

目前许多在用的矿用保护装置所采用的漏电保护原理仍使用“功率方向型”、少数采用其他漏电保护原理。由于矿井电网的规模越来越大，系统电容电流远大于《煤矿安全规程》规定的允许值，因此，矿井电网大多采用消弧线圈接地方式，用以补偿系统电容电流，在这种状况下，如仍使用功率方向型漏电保护原理的保护装置，则势必造成系统漏电保护“误动”现象频繁发生。

系统设计与实施

3.1 防“越级跳闸”系统设计 本方案采用智能零时限电流保护配合光纤差动保护技术实现寺河矿井下东二盘区6KV变电所供电系统的防“越级跳闸”系统，解决井下电网的“越级跳闸”问题。

MPR304S数字式矿用综合保护装置内置智能零时限电流保护和光纤差动保护功能，可通过保护装置的菜单设置保护功能。地面35KV变电所的下井线路更换2台DPR362LF光纤差动保护装置与井下变电所的进线开关保护装置配合实现光差保护。

智能零时限电流保护功能需要MPR304S矿用综合保护装置和KHL127矿用电流保护控制器配合完成，井下每台高压防爆开关需要更换为MPR304S综合保护装置、每个井下变电所需配置1台KHL127控制器。保护通信网络具有通道监视功能，当通信中断时不影响MPR304S保护装置的本身的常规保护功能，并可在保护装置上显示通信中断信息，同时通过监控网络将信道中断信息上传至电力监控中心。

防“越级跳闸”保护系统通信网络和电力监控通信网络使用独立的网络信道，以保证系统具有可靠的通信。

3.2 实施方案 寺河矿井下6KV供电系统东二盘区变电所，共有高压防爆开关10台，需要进行改造更换MPR304S综合保护装置。主要设备配置如下：

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3.3 实例说明 2013年5月28日17：41分该矿准备二队三组动力移变高压侧发生三相短路事故，导致东二变电所8#高开短路跳闸（延时0s），所内10#电源高开显示“逻辑信号动作”故障，但未跳闸，地面35KV站620#柜报“整组起动”故障，一次侧电流动作值为6204.05A，故障动作延时0.1s（过流I段整定值为4500A，延时0.12s），由于未达到短路整定延时，所以地面35KV站620#柜未跳闸。

准备二队三组动力移变高压侧发生三相短路，动作电流较大达到短路速断整定值，动作时间未达到地面变电所620#柜整定延时但达到了井下变电所10#电源开关电流速断保护延时定值，逻辑闭锁压板已投入，8#高开跳闸，故障消除后电流速断保护闭锁解锁时间满足要求，故而将跳闸等级限制在井下变电所分开关电源侧（也可以说成电源开关负荷侧），实现了防越级跳闸的功能。结论

寺河矿井下变电站综合自动化系统融入了智能零时限电流保护、光纤差动电流保护、改进型零序导纳原理的漏电保护所组成的防“越级跳闸”电力自动化监控系统等多项创新技术，所采用的先进技术致力于解决当前矿井电网存在的小电流接地系统漏电保护（接地保护）的可靠性技术难题。

参考文献：

[1]杨正理.电力系统继电保护原理及应用[M].机械工业出版社，2010.[2]李瑞生.光纤电流差动保护与通道试验技术[M].中国电力出版社，2006.[3]王芊，金华锋，石铁洪，等.用于差动保护的E1速率通信接口[J].电力系统自动化，2003.