配電網(wǎng)多級繼電保護配合的關(guān)鍵技術(shù)探討

孫文慧

摘 要：在配電網(wǎng)發(fā)展過程中，供電的平穩(wěn)性與安全性占據(jù)重要地位，但經(jīng)過一次改造后，配電網(wǎng)設(shè)備用電負荷不匹配問題日漸顯露，因此必須掌握配電網(wǎng)多級繼電保護的關(guān)鍵技術(shù)，充分發(fā)揮多級繼電保護的應(yīng)有功效。文章簡要概述了配電網(wǎng)多級繼電保護的原則，并探討了目前我國配電網(wǎng)多級繼電保護中存在的問題和配電網(wǎng)多級繼電保護配合的關(guān)鍵技術(shù)，以期能提高配電網(wǎng)運行平穩(wěn)性，更好地滿足社會用電需求的高速增長。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；多級繼電保護；關(guān)鍵技術(shù)；自動化

前言

通常情況而言，配電網(wǎng)停電多由配電設(shè)備或輸電線路故障引起，而確保配電網(wǎng)多級繼電保護之間配合的有效性可大大縮減停電范圍，并且能夠?qū)⒐收显O(shè)備和電路快速切除，最大限度降低設(shè)備或線路的受損情況，進而保證電網(wǎng)的經(jīng)濟效益。因此，在配電網(wǎng)運行中確保多級繼電保護配合至關(guān)重要，電力系統(tǒng)必須采取有效措施深入研究并發(fā)展這項關(guān)鍵技術(shù)。

1 配電網(wǎng)多級繼電保護原則

為了確保配電網(wǎng)多級繼電保護的有效性，配電網(wǎng)多級繼電保護必須遵循以下原則：（1）在《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》和《3～110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》等章程中明確規(guī)定了故障無需快速切除的要求，只要符合上述要求，變電站可將出線斷路器中瞬時速斷保護轉(zhuǎn)換為延時速斷保護；（2）斷路器采用彈簧儲能機構(gòu)，則可將延時時間級差設(shè)置為0.22～0.31s，而配備永磁操動機構(gòu)的級差則設(shè)置為0.16～0.21s；（3）在變電站出線斷路器中必須配置瞬時速斷保護裝置，同時饋線（除去出線斷路器瞬時保護外）可設(shè)置電流保護，以此在延長時間級差的情況下，實現(xiàn)過電流（兩至三級）保護的有效配合；（4）在兩級級差配合的電流保護情況下，如故障多發(fā)，修復(fù)時間較長且具備配合條件，則可在分支線路上安裝斷路器，延時時間以0s為宜，而在三級級差配合的電流保護情況下，如故障多發(fā)，修復(fù)時間較長且具備配合條件，則在分支、次分支或用戶路線上安裝斷路器。

2 目前我國配電網(wǎng)多級繼電保護中存在的問題

2.1 配電網(wǎng)改造設(shè)計存在不合理現(xiàn)象

配電網(wǎng)改造后，其中的多分段和多聯(lián)絡(luò)接線等方式能夠提高配電網(wǎng)運行方式的靈活性，但是由于設(shè)計等因素，配電網(wǎng)在改造后不能實現(xiàn)多級配合，對多級保護的選擇性和可靠性產(chǎn)生不良影響。

2.2 配電網(wǎng)多級繼電保護裝置自身存在缺陷

現(xiàn)階段，市場上的多級繼電保護裝置軟硬件存在諸多質(zhì)量問題，而配電網(wǎng)升級改造后對多級繼電保護裝置的質(zhì)量和性能要求提高，將這些設(shè)備應(yīng)用于改造后的配電網(wǎng)，必然會給配電網(wǎng)的正常運行帶諸多隱患。

2.3 配電網(wǎng)多級繼電保護核算整定管理制度不完善

現(xiàn)階段，由于我國配電網(wǎng)改擴建工程發(fā)展迅速，繼電保護核算整定工作出現(xiàn)明顯的滯后現(xiàn)象，同時地方供電公司管理工作存在缺失，導(dǎo)致配備的裝置不匹配，并且由于整定核算人員失誤造成的各級保護定值不準確，從而導(dǎo)致越級跳閘，嚴重時會降低設(shè)備絕緣性能并擴大停電范圍。

3 配電網(wǎng)多級繼電保護配合的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 三段式過流保護配合技術(shù)

近年來，我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果顯著，尤其在電力系統(tǒng)發(fā)展中，各項科學(xué)技術(shù)的引進為電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行提供有效保障。在配電網(wǎng)改擴建工程中，技術(shù)的創(chuàng)新為多級繼電保護配合關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。其中三段式過流保護技術(shù)以差異化定值為基礎(chǔ)，取得了明顯的發(fā)展成效，技術(shù)基本成型。該項技術(shù)可忽略上下級之間的搭配關(guān)系，僅確保動作時限上配合的有效性即可。同時該項技術(shù)可快速識別線路實際情況，通過對兩相短路和三相短路的準確界定，對故障進行有效定位，以此保證了配電網(wǎng)多級繼電保護配合的合理性。例如在10kV配電網(wǎng)多分段開關(guān)過流保護中，其過流保護配合策略的制定以三段式過流保護配合技術(shù)為依據(jù)，形成多套保護定值模式。該10kV線路全長為21公里，屬于手拉手線路，由于線路干線較長，開關(guān)設(shè)置較多，無論運行方式如何變化，其保護定值僅有一套，在運行過程中容易受到外力影響跳閘，并且越級跳閘十分嚴重。針對上述情況，以三段式過流保護配合技術(shù)為基礎(chǔ)，相關(guān)部門制定了開關(guān)過流保護配合新策略：每臺開關(guān)均配置多套定值策略，其中運行方式發(fā)生變化時，線路柱上開關(guān)的定值也隨即轉(zhuǎn)換至保護定值區(qū)，并且借助配電網(wǎng)自動化發(fā)展趨勢，可將多定套保護定值下載至遠程遙控終端之中，如果線路運行方式發(fā)生變化則保護定值可實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換，以確保定值轉(zhuǎn)換的準確性。

3.2 多級級差保護配合技術(shù)

該技術(shù)主要根據(jù)變電站10kV出線開關(guān)和饋線開關(guān)兩種不同形式配置相應(yīng)的保護措施，讓保護效果得到延遲，在有效排除故障的同時，起到了良好的保護作用。就一般情況而言，多級級差保護配合技術(shù)將保護時限設(shè)置為1～1.5s，以此降低短路電流對整個配電系統(tǒng)造成的不良影響，保證配電網(wǎng)中多級繼電保護工作的正常開展。此外多級級差保護配合技術(shù)通常分為兩級級差保護配合技術(shù)和三級級差保護配合技術(shù)，前者主要針對饋線斷路器開關(guān)，將其設(shè)置為35～45ms左右，弧度時間以8～12ms為宜，該技術(shù)方式可快速切斷故障，但是必須以手動操作的方式完成，很難在瞬時性故障維修中利用。如果增加出線開關(guān)，變電站變壓器能夠預(yù)留240～260ms的級差，從而提高多級繼電保護配合技術(shù)水平；后者主要利用無觸點驅(qū)動技術(shù)，實現(xiàn)短時間內(nèi)保護整個配電網(wǎng)多級繼電，其中在10ms內(nèi)便可準確識別事故原因，并且支持變電站設(shè)置200ms左右的保護動作延遲時間，可起到顯著的保護作用。例如在某配電網(wǎng)模式中，出現(xiàn)兩相短路故障時，可根據(jù)配電網(wǎng)實際情況，對變電站出線斷路器和次干線斷路器進行結(jié)合操作，在此基礎(chǔ)上利用多級級差保護技術(shù)實現(xiàn)延遲保護，并將變電站斷路器和次干線斷路器的時間均設(shè)置為0s。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，對配電網(wǎng)運行質(zhì)量要求日漸提升，國家新一輪配電網(wǎng)改造工程正在全面開展，電力系統(tǒng)必須重視配電網(wǎng)多級繼電保護配合關(guān)鍵技術(shù)的研究與發(fā)展，通過實踐經(jīng)驗分析及技術(shù)探討找出技術(shù)優(yōu)化的合理方案，以此提升配電網(wǎng)運行的安全性和有效性，為用戶提供可靠且安全的供電服務(wù)。

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