越級跳閘究竟是如何發(fā)生的？原因及解決方法全解析！

當線路或設備出現(xiàn)故障時，故障應通過下級保護裝置(如斷路器)靠近故障點來隔離。CET中電技術深入了解客戶的需求，以有效解決越級跳閘為目的，同時避免傳統(tǒng)解決方案的弊端，提出了一種基于三重保障體系的區(qū)域聯(lián)鎖防越級跳閘方案，多層次實現(xiàn)防越級跳閘，保障電力系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定。

一、越級跳閘是什么？

在電力系統(tǒng)中，越級跳閘是一種不正常的保護動作。當線路或設備出現(xiàn)故障時，故障應通過下級保護裝置(如斷路器)靠近故障點來隔離。但由于某些原因，上級保護裝置先跳閘，導致停電范圍擴大。

越級跳閘的本質(zhì)是保護裝置的選擇性被破壞，具體可以歸納為四類：保護定值不匹配、設備故障或拒動、短路電流過大、保護設計缺陷。越級跳閘不僅會擴大故障范圍，還會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性和設備的安全性造成嚴重影響。

越級跳閘會導致上級斷路器跳閘，造成更大范圍的停電。故障電流長時間流經(jīng)非故障設備（如變壓器、線路），可能導致設備過熱、絕緣損壞甚至燒毀。此外，越級跳閘可能引發(fā)電弧、短路爆炸等危險，威脅現(xiàn)場人員安全或引發(fā)火災。同時，跳閘點與實際故障點不一致，會延長故障排查時間，增加恢復供電的難度。最后，大面積停電可能導致企業(yè)停產(chǎn)、數(shù)據(jù)丟失或公共服務中斷，直接經(jīng)濟損失巨大。

因此，越來越多的企業(yè)，開始高度重視越級跳閘帶來的危害，并采用科學有效的防越級跳閘技術解決方案來避免此類現(xiàn)象的發(fā)生。

二、傳統(tǒng)解決方案及其優(yōu)缺點

針對防越級跳閘解決方案，目前常見的包括保護定值配合、時間級差配合、方向保護、自動重合閘、智能保護設備與通信技術以及區(qū)域聯(lián)鎖保護。但是這些方案都各有優(yōu)缺點：

保護定值配合：通過調(diào)整上下級保護裝置的電流、時間等定值，確保下級保護先于上級動作。優(yōu)點是簡單經(jīng)濟，無需額外設備投資，但多級供電線路中定值配合較難。

時間級差配合：通過設置時間繼電器，使上級保護動作時間略長于下級，形成時間差。優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，但可能導致非故障區(qū)域停電時間延長，降低供電可靠性。

方向保護：通過方向元件判斷故障方向，避免非故障方向的上游保護誤動。優(yōu)點是有效解決環(huán)網(wǎng)或雙電源系統(tǒng)的越級問題，但需要額外的設備成本。

自動重合閘：上級保護跳閘后，通過自動重合閘恢復供電。優(yōu)點是可快速恢復瞬時性故障供電，但對性故障無效，可能擴大設備損傷。

智能保護設備與通信技術：利用微機保護、光纖通信等技術實現(xiàn)快速精準的故障定位。優(yōu)點是高精度快速隔離故障，但依賴通信通道，設備及運維成本高。

區(qū)域聯(lián)鎖保護：通過多保護裝置間的信息交互，協(xié)同判斷故障區(qū)域。優(yōu)點是多保護協(xié)同動作，避免單一裝置誤判，但依賴高速通信網(wǎng)絡，抗干擾能力要求高。

那么，如何才能找到一種既能解決問題，又能避免傳統(tǒng)弊端的方案呢？

三、三重保障體系的區(qū)域聯(lián)鎖防越級跳閘方案

CET中電技術深入了解客戶的需求，以有效解決越級跳閘為目的，同時避免傳統(tǒng)解決方案的弊端，提出了一種基于三重保障體系的區(qū)域聯(lián)鎖防越級跳閘方案，多層次實現(xiàn)防越級跳閘，保障電力系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定。

①保護啟動閉鎖信號，當下級檢測到故障后，立即發(fā)送保護啟動GOOSE閉鎖信號給相鄰上級，使得上級保護被閉鎖，從而避免越級跳閘。

以上圖為例：當主供電源供電時，位置1發(fā)生故障時，QF3保護啟動，QF3保護上送保護啟動閉鎖信號至QF2保護，QF2保護被閉鎖，則位置1故障時僅QF3保護動作；位置2發(fā)生故障時：QF2保護啟動，QF2保護上送保護啟動閉鎖信號至QF1保護，QF1保護被閉鎖，因此位置2故障時僅QF2保護動作；位置3發(fā)生故障時：若QF3與上級保護不會發(fā)生越級跳閘（即時間定值或電流定值可配合），則位置3故障時僅QF1保護動作；位置4發(fā)生故障時：由上級后備保護動作，或由線路差動保護動作。

②快速通信網(wǎng)絡：采用GOOSE協(xié)議實現(xiàn)快速信號傳輸，確保聯(lián)鎖速斷保護的總動作時間小于40ms，包括故障量啟動時間、GOOSE傳輸延遲和繼電器動作時間等。

③自適應后備保護：在通信異常或保護裝置故障情況下，自動切換到傳統(tǒng)固有延時時間保護模式，確保情況下保護的可靠性。

此外，該方案采用分層分布式系統(tǒng)構架，組網(wǎng)靈活可靠，可按需選擇單網(wǎng)或主備雙網(wǎng)，GOOSE與監(jiān)控網(wǎng)合一或獨立組網(wǎng)；擴展方便，各個變配電分散安裝的保護裝置構成區(qū)域化的系統(tǒng)保護，保護信息通過GOOSE交互，改造及擴展時只需重新映射虛擬連線關系，無需改造電纜。

四、PMC-951系列保護測控裝置

PMC-951系列保護測控裝置具有GOOSE通信功能，確保數(shù)據(jù)傳輸實時、可靠，結合邏輯可編程功能,可以實現(xiàn)跨間隔、跨電壓等級、跨區(qū)域的保護信息共享,為各類供電復雜的場景，提供防越級跳閘解決方案。

同時，PMC-951系列保護測控裝置還可以提供聯(lián)鎖加速過流保護、分布式備自投、負荷聯(lián)切聯(lián)投、多電源切換等功能，廣泛應用于數(shù)據(jù)中心、多電源供電及投切、煤礦企業(yè)短線路供電、軌道交通環(huán)網(wǎng)供電模式以及分布式電源非標運行方式等場景，為電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供可靠保障。

越級跳閘是電力系統(tǒng)中的常見問題，其危害不容忽視。通過科學的防范意識和有效的技術解決方案，可以顯著降低越級跳閘的發(fā)生率，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定性和供電可靠性。

CET中電技術的三重保障體系區(qū)域聯(lián)鎖方案，讓越級跳閘問題將不再是電網(wǎng)運行的難題，為電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供了可靠保障。