6KV 鼓风机断路器开关送电时发生速断保护跳闸原因分析
上海城投原水股份有限公司松浦原水厂 上海市 201611
摘 要：继电保护是保障电力设备安全和电力系统稳定最基本、最重要和最有效的技术手段。继电保护的正确动作是确保电力系统设备安全稳定运行的根本保障。本文结合实际，通过对高压断路器开关送电时发生速断保护动作故障诊断及故障处理进行分析，并有效的给出了故障处理方法，希望能够帮助处理相关高压断电器故障的研究者和同行们提供借鉴。
关键词：断路器；速断保护；整定值；保护时限；故障我单位使用的罗茨鼓风机是从美国联合鼓风机公司引进的。
用于原水系统调压池的瀑气系统，作用是对原水进行充氧，提高原水的溶解氧含量，改善水质，再将优质原水输送到自来水公司进行净水处理。为确保输送优质原水，该鼓风机系统 24 小时不间断工作。
鼓风机相关参数：电动机功率 N=355KW；额定电压 U=6000V；额定电流 I=43A；功率因数 cosΦ=0.83；转速 n=989 1/min。
1.故障现象
当班运行人员按生产计划安排要求，在投运 2 号 6kv 断路器鼓风机时，出现断路器开关速断保护跳闸现象，复归报警后，能消除报警信号，尝试再次合闸，发现该鼓风机 6kv 断路器开关无论在就地位置还是远方位置都不能合上。
2.排查分析
2.1 检查人员到达该鼓风机 6kv 断路器开关柜现场后，先确认断路器开关、母线闸刀都在分闸位置，然后对该鼓风机 6kv 断路器开关柜到鼓风机电机之间的 A、B、C 三相电源线进行绝缘检查，判断是否存在相间短路情况。经过检测，发现三相电源线绝缘状况完好，不存在短路或绝缘下降的情况。
2.2 尝试进行试合闸以进一步判断故障情况，发现母线闸刀能正常合上，但是在合断路器开关时，能听到合闸线圈的吸合声音，但是开关合不上，而母线闸刀在分闸状态时，开关可正常分合。由此判断在母线闸刀合闸位置时合闸闭锁回路可能有位置接点没有到位或接线松动造成闭锁线圈不动作最终导致合不上开关。查看开关接线原理图，逐步进行排查，发现 X30/9D 至 X20/3D控制回路不通，用力紧固线路接线桩头后，检查控制回路正常，就地试合闸能正常合上。
2.3 当班运行人员提出，他们平时操作一般都是将鼓风机 6kv断路器开关转换开关放置在远方位置进行操作的。他们要求放到远方位置再试试看能否正常合闸。于是听从他们的建议，将转换开关切换至远方位置进行试合闸，送电后开关马上跳闸，合闸不成功。速断保护装置跳闸灯亮，显示速断保护动作。复归报警信号后，再将转换开关切换至就地位置进行试合闸，出现同样的速断保护动作开关跳闸的情况。
2.4 根据上述情况，我们判断该鼓风机断路器开关出现速断保护动作的原因可能是：跳闸是保护定值没有躲过冲击电流造成的，定值偏小处于临界状态。鼓风机带负载合闸启动时，堵转电流衰减实际长于定值延时值（速断保护时间定值时 20ms），启动冲击电流 20ms 可能还没有衰减至动作电流值以下造成保护动作而跳开关。而有时能顺利送电合上开关，只不过是合闸瞬间合闸角不一样而造成的冲击电流大小有区别的原因，含运气成分。
2.5 根据以上判断，我们决定增加速断保护定值延时来躲过启动冲击电流的影响。先试着将定值延长 10ms 设为 30ms 后，再试着进行合闸，还是没有成功，之后再以 10ms 为步长增加延时试送，直到延时设为 50ms 时，送电成功，就地和远方均可以正常合闸。
3.结语
3.16kv 鼓风机断路器开关不能合闸和送电时发生速断保护动作之间是不存在相互联系的。开关不能正常合闸的原因是闭锁接线松动造成的，而开关速断保护动作则是由于动作保护时限整定值设置偏小造成的，二者之间是没有任何关联的。
3.2 该 6kv 鼓风机断路器开关初始投运时电流速断整定值为36A，动作电流整定值为 36A，动作时限整定值为 20ms，电流变比为 50/5。
电流速断保护反映的是鼓风机电动机的定子绕组或引线的相间短路而动作保护，动作时限可整定为速断（无延时）或带较短延时，其整定值按躲过电动机的起动电流来整定。
综保装置是根据电流特征来判断电动机状态的（整定值为7.2In），当从某一时刻 t（合上断路器时刻）开始，鼓风机电动机电流从无到有，综保装置判断电动机进入了起动状态。速断限时保护（动作时限 20ms）是在电动机起动过程中对电动机进行设置的保护，当鼓风机电动机起动过程中，任一相电流大于整定值时，速断限时经过设定的延时而动作跳闸保护。由此我们判断，该鼓风机电动机在起动过程中合闸涌流有时会瞬时超过整定值，且动作保护延时恰巧落在速断限时整定值范围内，从而造成了该鼓风机在起动过程中发生速断保护动作的故障现象。
3.3 电流限时速断保护动作时限应充分考虑所带负载设备实际运行工况情况。当任一相电流大于整定值并超过整定延时，开关保护动作跳闸并发出报警信号。所以其整定计算原则须遵循以下两点：一是按躲过相邻线路瞬时电流速断确定整定值；二是按高出相邻线路瞬时电流速断一个时间阶梯来确定动作时限。时间阶梯上，为保证动作的选择性，一般要考虑以下几个因素：
（1）故障线路断路器的可靠动作，故障电流的消失（2）故障线路保护动作时限的正误差，慢
（3）上级线路保护动作时限的负误差，快
（4）故障切除后，上级线路保护的可靠返回
（5）考虑一定的时间裕度
据此，我们根据实际运行情况，得出初步结论，该鼓风机 6kv断路器开关速断限时设置的整定延时 20ms 有所偏小，之所有以前没有遇到过在合闸时发生速断保护动作跳闸的情况，主要由以下几个方面的原因：
（1）本企业 2016 年 6 月开始重新泵房、变配电站重新改造，于 2017 年 5 月正式投运，设备都是全新的，在运行性能上能保持很好的特性，且该鼓风机设备投运之后都是 24 小时运行，平时很少停运，所以，开停次数比较少，相对发生上述速断保护动作的概率也小。
（2）如前面分析的那样，很大一部分含有运气成分，即在操作该鼓风机断路器开关时，合闸瞬间合闸角不一样而造成的冲击电流大小有区别这个因素所致。
参考文献
[1]薛峰. 电网继电保护事故处理及案例分析[M].北京：中国电力出版社，2012.2
