关于XX变电站10KV工业线路故障造成主变越级跳闸的原因简析及对策

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　　 一、故障现象
　　 2011年7月8日21：34，35KVXX变电站10KV工业线路故障引起过流保护动作。在线路故障没有切除的情况下重合闸投入，造成线路出线断路器再次动作，在断路器储能电机储能时致使直流控制电源小空气开关跳闸，工业线路出线断路器拒动，导致35kV主变过流保护动作，造成越级跳闸。
　　 二、原因分析
　　 从此次事故来看，10KV工业线断路器直流控制电源空气开关故障是导致事故扩大造成主变跳闸的根本原因，而一个小小的空气开关为何能造成如此大的事故呢？下面就让我们通过对交直流电路熄弧原理、交流和直流瞬时脱扣值的区别进行分析造成事故的原因所在。
　　 1.直流电路熄弧原理
　　 交流电的每个周期都有自然过零点，在过零点容易熄弧；而直流电的电流不存在过零点，电弧难以熄灭，所以直流电路在熄弧时必须强制直流燃弧电流等于零，或使电流接近于零(<10A)，才能使电弧熄灭。因此交流用空气开关与直流用空气开关在结构和性能上有很大区别。相对于前者，直流用空开需要增加额外的灭弧装置来增强灭弧能力。
　　 2.交流与直流瞬时脱扣值的区别
　　 交流用空开瞬时脱扣特性中规定B、C、D等不同类别。例如C类的交流空开瞬时脱扣值规定为额定电流5～10倍，工厂瞬时脱扣值是按照有效值整定的，但实际上交流断路器瞬时脱扣器是螺管线圈的构造，它的脱扣电流是峰值电流，为有效值的1.414倍。考虑直流的特点，其电流值对应交流有效值。其短路电流不存在类似交流的峰值问题，所以交流空开在直流电路中应用时它的瞬时脱扣值应乘以一个系数(约1.4)。由此可知，当交流空开应用于直流电路中，其瞬时脱扣器的实际电流脱扣值要高于在交流电路的瞬时脱扣值。
　　 三、建议对策
　　 1.根据规程和反事故措施规定，并结合有关设计单位的经验。高压断路器储能电动机、微机保护控制装置和开关柜就地操控装置应分别设置直流空开；加热和照明等装置应分别设置交流空开(AC250V 10A)。
　　 （1）高压断路器储能电动机直流空气开关的选择
　　 对于10KV断路器，空气开关的型号和规格：5SX5 206-7 DC250V 6A(额定电流) 2P或 S252S-C6 DC250V 6A 2P
　　根据储能电动机的功率大小确定（电动机功率75～120W）
　　 对于35KV及以上断路器，空气开关的型号和规格：5SX5 206-7 DC250V 6A 2P～5SX5 210-7 DC250V 10A 2P或 S252S-C6 DC250V 6A 2P～S252S-C10 DC250V 10A 2P
　　 根据储能电动机的功率大小确定（电动机功率160～900W）。
　　 （2）微机保护控制装置直流空气开关的选择
　　 空气开关的型号和规格：5SX5 206-7 DC250V 6A(额定电流) 2P或 S252S-C6 DC250V 6A 2P
　　 根据分、合闸线圈和微机保护控制装置的额定电流大小确定（分、合闸线圈额定电流1.2～1.9～3A，微机保护装置的功率10～20W）。
　　 （3）开关柜就地操控装置直流空气开关的选择
　　 空气开关的型号和规格：5SX5 206-7 DC250V 6A(额定电流)2P或S252S-C6 DC250V 6A 2P
　　 2.高压断路器分、合闸及储能电动机回路进行额定电流的测试，以便正确选择空气开关的额定电流；同时将储能回路辅助开关闭锁高压断路器合闸回路，以免因断路器未储能时强制合闸而烧坏合闸线圈。
　　 四、选择空气开关的几个要点。
　　 1.直流电路过流保护
　　 直流电路的过流保护一般采用交流侧的熔断器（断路器）保护方案，可根据整流电路、负载和直流侧工作电流来选择交流断路器的额定电流、额定电压和分断能力。
　　 2.直流电源空气开关的选择
　　 在选择直流电源小空开时应考虑以下三点：
　　 （1）选择空气开关的工作电流。
　　 （2）选择空气开关的额定短路能力。可选择具有6kA或10kA的直流短路保护能力的断路器。交流空气开关可采用多极串联的方式来提高其直流分断能力。
　　 （3）选择空气开关的工作电压。
　　 由于直流空气开关和交流空气开关在电器性能上的差别，交流空气开关用在直流电路中时要进行降额使用，一般为50%。

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