长沙市轨道交通运营有限公司，湖南 长沙 410011
摘要：前国内城市轨道交通建设如火如荼，各一线、二线城市均有轨道交通在建或运营项目。城市轨道交通供电系统中，低压配电系统作为轨道交通建设运营中至关重要的一个系统，和普通民用低压配电系统有着很多不同，它为整个轨道交通车站内的安全运营提供重要保障。
关键词:轨道交通低压开关；越级跳闸；分析
1 “越级跳闸”问题的研究
1.1 “越级跳闸”现象
现在我们来介绍一下什么叫做越级跳闸，我们知道在电路系统中，由于电力具有特点，电力系统正常运行都是需要继电保护的，一方面是防止电力系统输送到外界引起某些重大事故，另一方面也是为了保证线路电路系统不会在短时间内大范围的发生故障，导致大范围停电，影响生活生产造成一些不必要的损失。越级跳闸的现象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，但因故由其他断路器跳闸来切除故障，这样的跳闸行为称为越级跳闸。正常的情况下应该是当前用电系统出现问题之时，系统应优先断开本级断路器已保证本级及以下系统中设备的安全，越级跳闸发生时本级断路器未动作而是上一级的断路器断开，这种情况下就有可能导致本级系统以外的其他不相关并且正常运行的系统出现问题，从而导致大面积机器故障和生活场所停电，造成居民生活不必要的损失。
1.2 “经验数据”设计对“越级跳闸”现象产生的影响
我们将经验数据主要分为了以下三个原因：
（1）供电系统设计不合理。在进行数据设计的时候，电力系统设计人员仿照过去的设计经验，导致上下级和左右级的保护层级关系不明确，保护级别中出现保护死区，计算不准确系统改变运行方式时，就会造成越级跳闸的现象。
（2）整定保护定值整定不当的原因，整定保护中，最大的问题就是越级动作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于电力部门将变配电所出现的定值时间已经限定，当用户内部配电级差越多，而定值计算不够准确，在系统运行方式改变后，越容易导致“越级跳闸”。
（3）由于继电保护值匹配不当。前面文中我们提到的是整定保护定值不当，而这一个要提的是继电保护值匹配不当，由于不同的设计师对不同的供电站进行设计，两个供电站和上下保护层及之间的继电保护值不能够相互匹配，也会造成越级跳闸的现象。
2 低压线路越级跳闸的解决措施
2.1 强化安全防护措施
考虑到雷击对低压线路越级跳闸的影响相对严重，因此，立足实际，强化完善线路安全防护措施是解决问题的重中之重。简单的说，就是在雷击到来时，基于防雷间隙的设置对电流加以有效的调节和疏导，以此降低雷击对低压线路的危害，具体可从下述几点着手：
（1）优化防雷设计，即在低压线路架设之前，实地调查区域电网供电需求，结合分析气候、地理等影响因素，科学合理地开展线路设计，重点要优化防雷系统，如通过适当拉长电弧形成一种简单的灭弧装置，选用质量优良的放电绝缘子和防雷金具，利用氧化锌避雷器、过电压保护器等进行保护等。如针对低压线路设置防雷悬式绝缘子，配以日常检修，取得了良好的防雷效果，还有在变压器两端增设避雷器，通过接地电气设备吸引雷击电流至地下，减少了雷击对线路运行的干扰。我局在近几年的实践中还通过对部分低压线路试点加装避雷线进行防雷设计，取得了较好成效。
（2）在低压线路架设过程中严格遵守规定，使其与建筑、树木等之间保持安全距离，并在定期巡视期间加以适当的调整，确保距离安全，还有驱鸟器等装置的安装、警示牌的设置，都在一定上降低了雷击、外力等因素对线路的影响，从而尽可能减少低压线路越级跳闸故障的发生。
2.2 重视线路检修维护
对于解决低压线路越级跳闸问题而言，线路检修与维护非常关键，可以说是一项必不可少的措施，因此要不断完善线路巡检制度，切实提升检修技术，进一步明确检修范围，细化维护要求，使低压线路检修维护工作有据可循。
（1）加强杆塔地基检查，保证其稳定牢固，为线路的安全运行打下坚实基础。针对暴雨、台风多发地区，更要保证线杆不会因恶劣天气等倾斜，若发现杆塔存在安全风险，必须予以夯实固定，必要时可选择砌筑混凝土等手段进行加固，以免因线杆倾斜、倾倒致使电线过度牵引、拉伸，从而增加越级跳闸的风险。
（2）严格划分责任，加强线路巡检力度，如线路连接是否合理、接口是否牢固、绝缘子运行是否正常、继电保护是否动作等均要纳入巡检范围，发现隐患应及时采取整修、维护、更换等处理措施。对于容易出现故障的区域应予以重点检查，同时要结合低压线路负荷的实时监测，尽量降低线路高负荷运行。
（3）加强避雷装置的检修，一旦发现其存在质量缺陷或者运行状态不佳，必须及时上报检修并做好记录，需及时更换有故障、老化的避雷器，以免弱化避雷效果导致低压线路越级跳闸。
2.3 切实提高监管水平
除了日常巡检外，低压线路越级跳闸故障的防治还离不开技术监管的支持，如基于数字跟踪技术，对电网系统实施跟踪式管理，通过对不同部分的电路进行编号，在计算机等设备的帮助下实现对主要线路的监控。值得注意的是，需要提前对设备运行参数进行智能化设定，确保数据能够及时顺利地传至电网系统，这样当低压线路出现异常时便会自动报警，并针对越级跳闸的实际数据发送警报，从而尽快采取合理的应对措施。此外，加装经济低耗的高压丝具或分界负荷开关有助于避免低压线路越级跳闸故障；还可利用红外成像技术检修线路及开关温度，选用电流故障隔离技术进行检修等，则有助于快速处理低压线路越级跳闸故障。
3 低压保护整定的设计
国标中《低压配电设计规范》（GB50054-2011）、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-2008）等，均规定了如何对供电系统进行保护的方法和设计的基本要求，对高、低压不同的系统配置都有较为详细的记载。根据这些文件和以上我们提出的经验数据的三个现象，我们可以提出具体的解决方案，只有精确的计算这些数据，保护整定值整定得当，继电保护值设置准确，相互匹配，才能使这种现象大幅度减少。
4 低压线路上下级开关标准
在低压配电箱体中进线总开关(上级开关)关系着整个系统的正常运行，输送下端支路的负荷开关电源。对此在关联性上我们要求当负荷线路发生故障或人员的误操作导致跳闸时能果断的调优先级开关(下级符合开关)，同时保障上级开关的原始状态减少故障区域之外的影响。对此上级开关需选用可切断零线开关，下级开关视负载特性而定等级必须低于上级，且上级开关分段值必须大于下级1.2倍以上才予以考虑(具体根据下级符合分配情况选用)，同时开关相间能可靠的设置绝缘垫来保障外部因数而引起的相间短路(相间短路会导致上下级开关全部跳闸)，为此在开关选用及相间绝缘措施的标准显得尤为重要，我们希望能最大程度上消除一些隐患，从而避免越级跳闸的现象发生。
5 结语
地铁用电负荷存在很大的季节性波动，并且长期处于地下湿热运行环境，对于设备的安全运行及人员安全防护要求较高。通过对各种轨道交通低压配电系统开关极数的分析及结合运营线路的实际经验，提出城市轨道交通变电所低压配电系统主进线开关、母联开关、下级双电源切换进线开关采用四极开关，其他开关采用三极开关的方案。该方案经济实用，能确保系统在各种运行工况下的安全运行，并保障运维人员的人身安全，对提升供电质量及保护动作精度也有很好的作用。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家能源局.DL/T1102-2009配电变压器运行规程[S].北京：中国电力出版社，2009.
[2]中国机械工业联合会.GB50052-2009供配电系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2010.
论文作者:李权彪
论文发表刊物:《城镇建设》2019年14期
论文发表时间:2019/9/29
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