中科（广东）炼化有限公司 广东湛江 524000
摘要：本文主要针对中压线路的故障及继电保护展开了探讨，阐述了中压线路的过流保护，并通过结合具体的实例，对中压线路的故障及继电保护作了系统的分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：线路；故障；继电保护
供电线路作为供应电力的重要设备之一，对其出现的故障及时进行处理和做好继电保护尤为重要，特别是在一些大型的企业中，他们对电力工艺有着极高的要求。因此，如何有效的做好线路的继电保护，防止故障的出现成为了相关工作人员所要解决的问题。
1 中压线路的过流保护
在实际应用中，中压线路的过流保护整定时限是按各自回路逐级配合整定的，因而在同级母线上的出线线路，出现了不同的保护出口跳闸时间。由于在小电流接地系统中允许带单相接地运行，故在某些情况下，如弧光接地、系统过电压，极易由单相接地发展成相间故障，或不同线路、不同地点的相间故障。而由于发生故障的线路过流保护整定的时限较长，且长短不一，故障对邻近的电缆损伤会较大，而保护不能同时切除发生故障的线路，将引起持续的短路、系统“晃电”，进而发展成电缆火灾。继电保护的合理整定配合，在一定程度上减轻了故障后果。而在中压线路应用线路光纤差动保护，使企业供电系统抗“晃电”能力更强，系统更稳定，是炼化企业供电系统继电保护应用技术一次大的提高。
2 事故案例分析
2007年8月3日，某炼化企业的6kV主系统电缆发生故障，在很短的时间内，12条线路跳闸，电缆桥架上相距100m发生2处（1点和2点）火灾，且这2处火灾发生在不同方向的电缆主通道上。
2.1 现场记录情况
事故当时的记录：2007年8月3日03：18乙烯总变6kV系统出现接地报警，显示新一循2#线单相接地，03：21至03：34有12条6kV线路过流保护陆续动作跳闸。跳闸线路过流保护动作的时间、地点见表1。
从表1可以看出，新一循2#线单相接地后，经过204s，空分空压3#线、5#线几乎同时过流保护动作跳闸。随后，4#线、1#线、2#线以及橡胶联络乙线相继过流保护动作跳闸，形成故障地点（着火点）1；伴随着第1次跳闸，03：29：26，橡胶联络甲线等6条线路相继过流保护动作跳闸，并形成故障地点（着火点）2。其中，最早发生单相接地的新一循2#线就通过这一点，而且经过了905s的接地时间，于03：33：16跳闸。
2.2 事故分析
由于线路过流保护动作时间整定不一致，当新一循2#线单相接地后，6kV系统产生过电压，过电压造成空分空压3#线、5#线电缆绝缘击穿，发生不同线路、不同地点的相间短路，这3个回路的过流保护同时启动，但空分空压3#线、5#线动作时间整定1.3s，较新一循2#线1.7s短，故空分空压3#线、5#线先行跳闸，相间短路被切除，而新一循2#线由于没达到动作时间，保护返回，不能跳闸，造成新一循2#线单相接地故障仍然存在。
2个故障点都经历了第1次相间短路弧光的灼烧和冲击。这一过程导致2个后果：
（1）有2个以上故障点。短路的巨大能量和弧光足以造成故障点附近的电缆受损，并引起火灾，导致更多电缆接地、短路。
（2）发生不同线路相间短路故障的回路，保护时限整定较短的故障线路跳闸，供电中断。保护时限整定较长的故障线路不跳闸，单相接地仍然存在，并再次引起相间短路，形成恶性循环。伴随着接地、过电压、短路、弧光，每产生1次相间短路，都伴随着系统冲击，故障点附近的电缆进一步受损，助长火势更大，直至所有故障电缆跳闸。
多条线路相继连续跳闸，系统受到持续不断的冲击，并在短时间内发生2处电缆火灾。从继电保护的角度分析，是由于保护整定的时限不一致和保护的时限较长所引起的。当系统出现不同线路的相间短路时，保护时限整定较短的故障线路跳闸，保护时限整定较长的故障线路不跳闸，单相接地仍然存在，故障点电缆受到电弧的破坏，不同线路的相间短路故障会持续产生。持续的相间短路产生能量巨大的高温电弧，持续的时间越长，破坏力越强，火势越猛烈。如果保护整定的时限一致，并尽可能短，保护装置将能较快地同时切除故障线路，终止故障的持续发生，减轻故障的后果。
3 继电保护的优化整定与升级
在大型炼化企业供电系统中，中性点不接地或经过消弧线圈接地的6kV系统线路普遍采用过流保护作为主保护，为了保证选择性，不得不在时限整定上牺牲快速性而与下一级保护进行配合，且不合理的配合延长了保护动作时间。此外，各线路保护的整定是按各自回路的情况逐级配合的。因此，出现了线路过流保护时限整定不一致的问题。
电缆事故后，该企业对整个供电系统的继电保护配置与整定展开分析与评价。
110kV高压线路、母线、主变压器的继电保护配置较完善，具备可靠性、快速性和选择性；6kV供电线路的继电保护配置不具备快速性和选择性；生产装置6kV变电所的高压电动机、配电变压器的继电保护配置较完善，具备快速性和选择性；主变以下各级继电保护的配合需优化。
在认真分析事故原因的基础上，针对6kV电缆线路现有过流保护存在的问题，优化继电保护整定方案。首先，按照可靠性原则，确定主保护和后备保护配置方案，完善配电变压器低压侧过流保护。按照选择性要求，相邻元件保护完全配合。其次，在6kV线路过电流保护的主保护段时限整定上要求一致，时间级差选0.3s。
整定方案包括5项内容。
（1）装置变电所配电变压器低压侧过流做低压母线保护，低压负荷元件的后备保护，时限与低压负荷元件保护配合。
（2）装置变电所配电变压器高压侧速断、过流做配电变压器保护。其中，过流做低压母线的后备保护，时限与低压侧过流保护配合。为缩短时限，时限可与低压母线保护相同。
（3）装置变电所6kV进线过流做本所6kV母线保护，6kV负荷元件的后备保护，时限与6kV负荷元件保护、母联过流配合。
（4）总变6kV线路过流做本线路的保护，装置变电所6kV母线的后备保护，时限与装置变电所的6kV进线过流配合。为缩短时限，时限可与装置变电所6kV进线过流相同。
（5）主变低压侧过流做总变6kV的母线保护，6kV线路的后备保护时限与6kV线路过流、母联过流配合。
4 实施效果
整定结果大幅缩短了保护动作时限，6kV线路主保护时限可以控制在1.0s以内的水平，并保持一致。
继电保护重新整定缩短了保护动作时限，解决了6kV线路保护动作时间不一致问题，在一定程度上减轻了故障的后果。但在整个供电系统中，6kV供电线路的继电保护配置仍是整个继电保护系统中的薄弱部分，没有实现全线有选择性速动保护。这种带有时限的电流保护，是炼化企业供电系统“晃电”的主要原因之一。
为提高供电系统抗“晃电”能力，2008年，应用线路光纤差动保护，实施了中压供电线路的保护升级改造，使供电系统中6kV线路主保护实现了全线有选择性速动，后备保护更简洁、可靠，与电源切换装置实现了直接联动。供电系统继电保护整体基本实现了快速性和选择性，大大提高了供电系统抗“晃电”能力和稳定水平。
5 结束语
综上所述，对于大型企业来说，供电的稳定可靠尤为重要。因此，工作人员亟需做好对供电线路的继电保护，并采取有效的技术措施防范线路出现故障。本文就中压线路的故障及继电保护进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
参考文献：
[1]张励.电力线路的常见故障和继电保护配置[J].科技信息.2013（19）.
[2]陈柱.针对茂名电网中低电压配电线路继电保护配置的探讨[J].广东科技.2010（02）.
论文作者:王炯钿
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/29
标签：线路论文; 时限论文; 故障论文; 过流论文; 继电保护论文; 供电系统论文; 单相论文; 《基层建设》2016年10期论文;