配電線路全線速切繼電保護技術

焦文濤，李 果

鞏義市供電公司，河南鞏義 451200

在配電系統的運行中，分段式的過流保護只是保護線路中的一個部分，難以進行故障的全線速動，但是該保護技術越來越滿足用戶的需求。特別是用電的負荷逐步增加，且用戶的要求也越來越高，其中對其可靠性和安全性的要求是繼電保護的關鍵，這就需要對配電線路的繼電保護進行改進和優化，進而滿足用戶不斷增長的用電需求。

1 配電系統的速切保護原理分析

為了提高配電線路的運行效率和運行質量，需要對對配電系統進行繼電保護，一般而言，在對配電系統的繼電保護實踐中，主要存在著兩種方式，并且取得了顯著的成效：一是自適應保護，即以檢測到的一點信息為基礎，應用相應的算法對系統進行保護，這是一種有效的保護方式，另一種是全線速切保護，即借助交換多端的信息實現對系統的保護。

在實踐和理論的支持下，全線速切保護已經廣泛的被使用，它體現了完善的繼電保護性能，特別是在高壓和超高壓的輸電系統中取得了良好的效果。為了降低成本，提高繼電保護的性能，需要結合配電網系統的特點，構建相應的配電線路縱聯保護系統。

在對配電系統的縱聯保護系統中，主要存在兩種形式，即閉鎖式和允許式，前者作用的對象是外部的故障信息，當被保護設備的一側保護感受為外部故障時，就會對對側發生閉鎖信號，導致其他各側都停止運作。若是內部故障，各側的保護也會迅速的跳閘；后者是對非本側區外故障信號的傳遞，如果各側都感受到非本側區外故障，表明是區內的故障，并在相互之間發送信號，若是一側感受到本側區外故障，就不會相互發出允許信號，保護也不會誤動。

為了提高配電系統的運行效率和質量，需要對其進行繼電保護，在實際工作中，進行全線速切保護是一種有效的方式，其中應用最為廣泛的是閉鎖式和允許式，兩種方式有著各自的特點和優勢，并且保護原理不相同，但是在對配電系統保護方面都取得了顯著的成效，起到了很好的保護作用。

2 配電系統的速切保護方案

2.1 閉鎖式速切保護方案

輸電系統中的故障判斷元件一般為距離元件或者是方向元件，并且在系統運行中，采用的多是分段式過流保護，以便依據過流元件的動作情況正確的判定故障類型。下圖是配電系統的結構圖，用于說明配電系統的速切保護方案。

在配電系統的結構圖中，若AG 是變電站的斷路器，D 為手拉手開關，BCEF 可能是分段開關、負荷開關或者斷路器。當該系統正常運行時，手拉手開關是斷開的，這樣就可以把體系看做是一個單電源的網絡。以斷路器A 處的保護為例，閉鎖式速切保護分析如下：將分段開關B 和C 設置為斷路器，進而實現對故障電流的切斷，同時在分段開關中配置饋線終端或者是保護裝置，進而實現對電流和電壓的檢測。這樣當F1 點發生故障時，A 處元件就會檢測到過電流，而B 處的元件就不會動作，進而得出故障的所在位置，即AB 之間，這樣A 處就無法收到B 處的閉鎖信息，進而實現A 與B 的跳開，就愛你姑故障進行阻隔。若B 和C 是負荷開關，就不具備切斷故障電流的性能，因此需要借助斷路器A，因此可以迅速的對故障進行定位和隔離。假設F2 點發生故障，A 處就會自動跳閘，進而切斷了故障電流，在與B 處進行信息交換的基礎上明確故障不是位于AB 之間，通過B 與C 處的信息交互可以確定故障的發生位置，這樣在故障區域的開關會發生跳閘，其他相應的開關會合上，進而恢復對非故障區的正常供電。

在對配電系統的全線速切保護中，閉鎖式具有快速性，進而有效的防止了誤動作，同時保護動作具備較好的安全性和可靠性，實現了故障信號的有效傳輸。

2.2 允許式速切保護方案

在允許式速切保護中，需喲結婚族過流元件以及低電壓和低電流元件，來實現對區外和區內故障的分析和判定。在配電系統的結構中，除了要對過電流進行檢測以外，還要求配置的元件能夠反映電壓、電流的降低。

以對A 點的保護為例，假設故障發生在F1 點，這樣過電流會經過A 處，B 處也會感受到電壓的降低和電流的減小，在這一情形下，A 處會受到來自B 處的允許信號，快速的切除故障。然后，系統可以結合網絡拓撲結構以及保護的判定結果，對故障進行隔離，并且快速的回復非故障區的供電。與此同時，在允許式方案中，還需要監視下游的電壓情況，進而避免下游饋線空載運行引發的速切保護誤動作。在對配電系統的實際保護中，允許式權限速切保護能夠在較短的時間內對信號進行傳遞，動作快速性好，并且在運行中可以借助后備設備對故障進行切斷，具備較好的安全性和可靠性。

通過以上分析可以發現，閉鎖式和允許式都有著各自的優勢和限制，前者需要實現對外部故障信息的傳輸，若是故障信息不能夠及時的傳遞，可能會造成對側保護的誤動作，后者傳輸的是非外部故障信息，如果不能及時傳遞，會引起對側保護緩動或是是拒動。可見，由于信號傳遞的不及時可能會因為系統保護問題的出現，需要在傳統的階段式保護的基礎上，配合閉鎖式或者是允許式速切保護，進而提高保護工作的快速性和便捷性，特別是允許式的動作速度快、反應靈活且配合方便。同時需要注意在利用權限速切保護時是對配電系統的主保護，難以對相鄰的線路進行保護，這就需做到與后備保護工作相互協調。

3 結論

在傳統的配電系統繼電保護中，采用的多是分段式的過流保護，隨著配電系統的不斷發展和人們對供電需要的不斷提高，該保護措施已經難以滿足系統運行的需求。在電力的運行中，配電系統起著關鍵的作用，但是在配電系統的發展中，存在著諸多問題，如配電線路供電半徑逐漸縮小與容量增加之間的矛盾，加劇了對系統過流保護和整定計算的困難，不利于整個系統的配合協調，進而對整個電力系統的安全有效運行帶來了很大的威脅。為了為電力系統的運行提供一個完善的環境，本文提出的配電系統線路全線速切保護，采用縱聯比較保護原理，結合配電網特點選用適當的通信方式，可以為配電線路提供全線無時限快速保護，對提高供電質量、保證電網安全穩定運行有積極意義。

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