表5 综合试验两相短路电流动作值
以2020年6月17日22:24，TB-7S线路A、C相短路故障为例，故障录波器记录短路电流600A，经电流互感器转化为二次电流输入涌流控制器，7S线路涌流控制器的二次电流为15A，进线1001涌流控制器的二次电流为7.5A，根据综合试验结论，两台断路器的涌流保护器二次输入电流超过5A，同时无延时动作，由于进线1001断路器的动作时间特性小，首先动作切除故障。
根据3.2节短路电流计算，塔北变电站的10kV线路最小两相短路电流339.5A，线路最大三相短路电流为833.5A。只要线路的相间短路电流超过400A，就会引起进线1001断路器先动作。
3.8 涌流控制器工作原理分析
微型CT1和CT2将电流互感器的大电流变为小电流，经过可调电阻变为电压信号。CT3用作单片机的电源。单片机需要电流、电压的基波和二次谐波信号，滤去3次以上谐波。单片机对电流进行AD采样，软件通过间断角原理进行励磁涌流识别，达到定值条件闭合跳闸节点。涌流控制器原理如图6所示。
图6 涌流控制器原理
间断角原理需要较高的采样率，对硬件要求较高。经过研究，需要14位以上的模数（A-D）转换器并且每个工频周期采样48点，才能准确测量间断角和波宽。而塔北变电站柱上断路器自带的JL—2C型涌流控制器的单片机的10位数模转换器采样达不到要求。
4 措施1）用高技术规格的智能控制箱或保护装置替代涌流控制器。智能控制箱或保护装置的技术规格有：①具有电流三段保护、零序保护和重合闸功能； ②保护电流值和延时时间可任意整定，实现选择性；③实时监控数据、保护信息和事件记录可以上传至监控后台，实现远传电调后台。
2）新建高压室，将电气设备转户内运行，改善电气设备运行环境。
3）柱上断路器改造为可靠性更高的户内真空断路器。
5 结论综上所述，线路越级跳闸的原因有：①采用技术规格低的涌流控制器，当短路电流达到400A时，不能实现选择性保护；②TA-6S线路涌流控制器的损坏造成保护拒动。
塔北变电站的电气设备户外运行，该地区位于新疆塔克拉玛干沙漠北部边缘，夏季最高温度60℃，冬季最低温度20℃，风沙大，设备故障率高。
本文中的简易变电站虽然能减少投资，但采用了技术规格低的电气设备，电气设备在环境恶劣的户外运行，牺牲了保护动作的可靠性和选择性。因此，在供电可靠性要求高的地方不建议采用简易变电站。
本文编自2021年第4期《电气技术》，论文标题为“简易变电站的10kV线路保护越级跳闸故障分析”，作者为蒲军。
