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摘要：随着我国电力系统运行环境复杂、运行负荷变化频繁、运行方式多变等情况，从而容易发生变电站的越级跳闸事故。而变电站的越级跳闸故障是由很多种因素引起的,本文针对电力系统中常见的越级跳闸事故的诸多因素，提出如何防范电力系统中的越级跳闸事故的发生。
关键词 电力系统；事故；越级跳闸
越级跳闸：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，但因故由其它断路器跳闸来切除故障，这样的跳闸行为称为越级跳闸。作为专业管理和执行部门对保护定值的正确性、保护装置的可靠性及二次回路的完好性越来越重视，判断电力系统保护优劣的一个重要依据就是当电力系统故障时是否会发生越级跳闸。而引发电力系统中发生越级跳闸由很多种情况引起的。
1 越级跳闸产生的原因及分析
1.1变电所失去直流电源引起
当变电站某一线路控制熔断器熔断时，线路出现短路故障必然造成越级跳闸。这种情况是比较常见的，因为熔断器的通过电流与熔断时间呈反时限特性，简称安秒特性，有的熔断器的熔丝经过长时间的运行特性差，当线路故障保护动作跳闸脉冲出现过电流时使得熔断器断。这时发生故障的本线路断路器控制把手红绿灯均不亮，断路器无法实现跳闸，造成越级跳闸事故。更严重的是变电站失去总直流电源引起的越级故障。直流电源是变电站内的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明和电气设备的远距离操作的能源，所以变电站的直流系统被人们称为变电站的“心脏”，可见它在变电站中是多么的重要。直流系统故障，失去直流电源时，当线路或变电站的设备故障将造成越级跳闸，或导致全站失电的恶性事故。
1.2出线TA容量不够引起
通常情况下，对保护定值的正确性、保护装置的可靠性及二次回路的完好性很重视，而对用于继电保护的电流互感器(TA)参数选择及实际特性校核重视不够。影响TA性能的最重要因素是铁心的饱和情况。在稳态对称短路电流(无非周期分量)下，影响互感器饱和的主要因素是：短路电流幅值、二次回路的阻抗、TA的励磁阻抗、TA匝数比和剩磁等。在实际的短路暂态过程中，短路电流可能存在非周期分量而严重偏移，这可能导致TA严重暂态饱和。由电工基础理论可知，TA在严重饱和时，其一次电流中的直流分量很大，使其波形偏于时间轴的一侧。铁心中有剩磁，且剩磁方向与励磁电流中直流分量产生的磁通方向相同，在短路电流直流分量和剩磁的共同作用下，铁心在短路后不到半个周期就饱和了。于是，一次电流全部变为励磁电流，二次电流几乎为零。导致了线路断路器保护的拒动，从而引起上级后备保护越级跳闸。
1.3 过电压引起
当线路因断线、雷击或其他原因而产生单相接地故障时产生过电压，致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，发展为相间短路造成母线停电事故。这是因为中性点不接地运行方式的主要特点单相接地后，允许故障维持一定的时间，为了提高线路的供电可靠性。但随着中压电网的扩大，出线回路数增多、线路增长对地电容电流亦增加，对于全部是电缆出线的电网，电网对地电容电流亦大幅度增加，在发生单相接地故障时，因而在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时引发电能、磁能的振荡，必然产生弧光过电压。弧光接地过电压一般为3—5倍相电压甚至更高，致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，过电压使电压互感器的三相铁芯受到不同的激励，导致电压互感器铁芯逐渐磁饱和，其电感迅速减小，当电感降到满足(1)L=1 c时，即具备谐振条件，从而产生谐振过电压。在发生谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，长时间处于过电流状况下运行，必然造成电压互感器烧损，致使母线短路跳闸。对于双母线接线方式的变电站有可能造成双母线的同时故障。另外，间歇性接地后产生的电弧接地过电压激励下，回路由非谐振工作状态跃变到谐振工作状态，电路从感性变为容性，发生相位反倾，在电气元件上产生过电压。这一谐振过程虽然时间非常短暂，但后果却十分严重。如果运行系统有绝缘薄弱的地方，则造成击穿事故。使得系统也发生短路故障跳闸，如果此时发生在多处可能造成越级跳闸。
1.4多条线路相继故障引起
多条线路相继故障是由于出现两条或多条同时或相继故障时，故障时间的叠加，使得后备保护动作。比如有两条线路的保护动作时间都是1．5秒，当第一条线路发生短路故障1秒钟时，第二条线路又发生故障，对于后备保护来说，故障时间就是1+1．5秒，也就是2．5秒的时间，而近后备保护一般比前级只有0．5秒的阶梯时间差，所以没有等到第二条线路切除故障的情况下，后备保护就会动作，切除它所保护的范围内部分设备。在上述过程中，上级保护安装处流过的故障电流是由于两点线路故障引起的，只是故障时间不同。这时变电站的信号反映一般是第一条跳闸断路器的保护信号都是正常表示，而后备保护的信号不能完全反映故障的性质。变电站值班人员对上述情况的判断也不是很容易。
2 越级跳闸的预防
2.1设备维护方面
定期对继电保护装置检修及设备查评：1)检查盘柜上各元件标志、名称是否齐全。2)检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活。接点接触有无压力和烧伤。3)检查中控室光字牌、红绿指示灯泡是否完好。4)检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动。5)检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好。6)配线是否整齐，固定卡子有无脱落。7)检查断路器的操作机构动作是否正常。
2.2 人员素质方面
加强对调度、变电运维人员的技能培训。熟悉变电所现场保护装置的配置、定值整定和所处的运行状态，要组织人员进行案例研究和分析，提高对异常情况和事故的分析、判断以及及时处理的能力，加强对反事故处理、事故预想等的学习和经验总结；继保人员要加强工作责任心，确保保护配置及定值的正确性；检修人员要提高检修水平，确保设备的检修质量，保证设备动作的正确率。
3 越级跳闸的处理
当上级后备保护动作造成停电时, 应首先检查保护及断路器的动作情况，若查明有分路保护动作,断路器拒绝跳闸造成越级，则应在拉开拒跳断路器两侧的隔离开关后，恢复上级电源断路器，将其它非故障线路送电。 如果是因为保护未动作造成越级跳闸，则应对所有母线及连接在母线上的设备进行全面检查，判断故障范围及原因，若无故障应拉开所有分路断路器,合上电源断路器后,逐一试送各分路断路器.当送到某一分路时电源断路器又再跳闸,则可判明该断路器为故障断路器.将该线路停电，再将其它非故障线路送电。最后再查找断路器拒绝跳闸或保护拒动的原因。
4 结论
设备故障引起的越级跳闸，存在的保护误动或开关、保护装置拒动现象看起来好像不可避免，但其实完全可以通过不断提高对设备维护、提高有关人员对复杂故障的判断能力，确保保护配置更加合理、完善，来减少越级跳闸的发生。当然，引起电力系统中引起越级跳闸的因素还有很多，还需在遇到事故时结合实际情况认真分析、判断，以尽早消除缺陷，确保电网安全稳定运行。
参考文献
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[2]曹玉林. 一起变压器后备保护越级动作分析[J]. 科技创新论坛,2011.
[3]王维俭. 发电机变压器继电保护整定计算例[M]. 北京：中国电力出版社,2000.
作者简介：王才凤（1986.3），女，河南商丘人，四川理工学院电气工程及其自动化学士学位，单位：四川富源电力股份有限公司，研究方向：电力系统继电保护
论文作者:王才凤
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/27
标签：故障论文; 断路器论文; 过电压论文; 电流论文; 线路论文; 变电站论文; 事故论文; 《电力设备管理》2017年第6期论文;