配电室进线越级跳闸问题的解决

1、现状描述

我公司5万吨级液化码头配电室设备自投运以来，频繁出现越级跳上一级变电所开关的问题，使码头设备无法正常运行，对生产造成了影响。后经检查配电室各线路普遍存在绝缘电阻低，漏电电流大和三相电流不平衡现象，而造成上述情况的主要原因是：电气施工安装不规范造成电缆绝缘层破损，电缆接头防水密封性差;电气设备、元器件品牌质量相对差等;加上码头环境潮湿，运行中的电气设备因受潮或进水绝缘降低;电缆与设备连接不牢、封堵不严和配电室电源总开关保扩参数偏大等因素，致使码头用电设备一旦有故障或系统参数稍有变化，将直接造成上级变电所开关越级跳闸。

众所周知，电能是企业生产的主要能源和动力，保证供电的安全、可靠、优质、经济十分重要。特别是在做到质量合格、供电可靠的同时更应保障人身和设备安全。而我公司码头供电系统设备自投入运行后一直无法正常运行，不能满足供电系统安全、可靠、优质的基本要求。甚至对人身和设备还存在着一定的安全隐患。

2、数据分析

2.1故障原因的分析

2.1.1系统绝缘电阻低，漏电的原因及越級跳闸分析

造成供电线路绝缘电阻低，漏电电流大的原因有很多方面，经过分析，认为我司液化码头供电系统设备、线路绝缘电阻低，漏电电流大主要原因有以下几个方面：

码头环境潮湿，运行中的电气设备因受潮或进水造成绝缘电阻低，漏电的情况;电缆与设备连接不牢、封堵不严在运行或振动时造成接头脱落、松动，造成相线与金属外壳直接搭接，或者是接头发热使绝缘损坏造成漏电;电气安装施工过程不规范的因素，造成电缆绝缘层破损，电缆接头防水密封性差而造成漏电。

如图1所示，当用电设备正常运行时，线路中电流呈平衡状态，互感器中电流矢量之和为零(电流是有方向的矢量，如按流出的方向为“+”，返回方向为“-”，在互感器中往返的电流大小相等，方向相反，正负相互抵销)。由于一次线圈中没有剩余电流，所以不会感应二次线圈，漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行。

当设备外壳发生漏电并有人触及时则在故障点产生分流，此漏电电流经人体—大地—工作接地，返回变压器中性使互感器流入、流出的电流出现了不平衡(电流矢量之和不为零)，一次线圈中产生剩余电流。因此，便会感应二次线圈，当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时，自动开关脱扣，切断电源。

 2.1.2三相不平衡电流的形成原因及越级跳闸分析

因为我公司化工码头电源所带负载不全部是三相负载，各相具有各不相同的单相负载，所以造成三相不平衡电流，而且负荷大小及用电的时间不同，这种用电不平衡状况不具备规律性，无法事先预知，有时候各相负荷看上去比较接近，各相电流也较相近，但中性线电流却很大，甚至超过最大相电流，这是因三相负荷的性质不同所引起的。

如图2所示：下列三相四线供电线路，测得相电压UA=UB=UC=220V,IA=IB=4A,IC=3.2A,IN=4.2A。为了验证IN的值，测得各相负荷的相位|ΦA|=|ΦB|=40°，ΦC=0°，则ZA和ZB中必有一相为感性，一相为容性。设ZA为感性，ZB为容性，向量图如图1所示。|IA+IB|=2cos20IA=7.5(A)则IN=|IA+IB+IC|=4.3(A)，理论计算和仪表测量结果基本吻合，说明中性线电流大确因三相负荷的性质不同所引起。同样，当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时，自动开关脱扣，切断电源。

通过对各供电线路存在的绝缘电阻低，漏电电流大的问题分析，找出了造成上一级变电所出线柜开关跳闸的故障原因。认为，当线路绝缘性能好，无漏电及三相电流基本平衡时，系统设备在额定参数下能运行正常。

2.2故障形成的原因

经检查还发现，由于该项目施工单位承包采购的电气设备、元器件品牌、质量相对较差，以及电气安装施工过程不规范等诸多因素，使敷设在电缆桥架和配管中的电缆有绝缘层破损、接头连接不牢固得情况、更有甚者电缆预埋管接头脱落、锈蚀腐烂、预埋管内充满积水。使有接头或保护层破损的电缆常期浸泡在水中，导致线路绝缘低，漏电情况的发生。

另外，电气施工安装过程不规范，未按照设计要求对用电负荷进行均匀分布，加上配电室总开关保护参数大于上级配电室出线开关的保护设定值，若设备故障时，加上原有系统绝缘低，漏电及三相不平衡的因素，造成频繁出现上一级变电所开关跳闸的问题。

3故障的处理

经过对各用电设备和线路绝缘进行检查，逐一排除了线路中有中间接头，绝缘层损伤绝缘电阻低的问题，处理后使各电缆绝缘电阻最低在20兆欧以上;对锈蚀腐烂的电缆配管，软管进行维修和更换;对各绝缘低的用电设备(设施)进行了维修、更换;对电缆与设备连接不牢造成接头松动及相线与金属外壳有搭接的现象进行紧固与调整;对设备接线盒封堵不严的做了防水密封处理。从线路及外围设备上解决了因系统受外界影响而导致的整体绝缘低漏电大的问题。

其次是对用电总负荷进行分析，在对不同时间段出现的大用电负付进行再次分配，尽量做到不同时间段用电负荷都在正常允许范围值内，不再因为三相不平衡原因使进线总开关及上一级变电所出线柜开关频繁出现跳闸。并且对配电室电源总开关各项保护参数进行了调整，解决了系统内鄗存在的问题，使供电系统恢复正常。

4结论

由于该项目施工单位电气施工安装过程不规范，采购的电气设备、元器件存在品牌、质量差等因素，再加上使用设备所处环境恶劣、老化日趋严重和维护保养不到位等原因，造成供电系统整体性能下降使设备无法正常运行，影响了公司正常生产，后经改造从根本上解决了困扰我公司码头供电系统多年的问题，恢复了供电系统的正常运行。

参考文献：

[1]《变电站10kV线路越级跳闸原因及对策》.雷强，深圳供电局变电管理二所

[2]《煤矿越级跳闸事故原因分析误区及解决方案》.李恒涛，《科技创新与应用》2013年第26期

[3]《变电站保护越级跳闸事故的分析》.朱江，广西电网公司贵港供电局

[4]《ZN系列真空开关越级跳闸分析及对策》.张洋，鲜锦，隋琳琳，《科学与财富》2015年第10期