配電網多級繼電保護配合的關鍵技術探討

孫文慧

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

關鍵詞：配電網；多級繼電保護；關鍵技術；自動化

前言

通常情況而言，配電網停電多由配電設備或輸電線路故障引起，而確保配電網多級繼電保護之間配合的有效性可大大縮減停電范圍，并且能夠將故障設備和電路快速切除，最大限度降低設備或線路的受損情況，進而保證電網的經濟效益。因此，在配電網運行中確保多級繼電保護配合至關重要，電力系統必須采取有效措施深入研究并發展這項關鍵技術。

1 配電網多級繼電保護原則

為了確保配電網多級繼電保護的有效性，配電網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規程》和《3～110kV電網繼電保護裝置運行整定規程》等章程中明確規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換為延時速斷保護；（2）斷路器采用彈簧儲能機構，則可將延時時間級差設置為0.22～0.31s，而配備永磁操動機構的級差則設置為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）可設置電流保護，以此在延長時間級差的情況下，實現過電流（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，修復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，修復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 目前我國配電網多級繼電保護中存在的問題

2.1 配電網改造設計存在不合理現象

配電網改造后，其中的多分段和多聯絡接線等方式能夠提高配電網運行方式的靈活性，但是由于設計等因素，配電網在改造后不能實現多級配合，對多級保護的選擇性和可靠性產生不良影響。

2.2 配電網多級繼電保護裝置自身存在缺陷

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

2.3 配電網多級繼電保護核算整定管理制度不完善

現階段，由于我國配電網改擴建工程發展迅速，繼電保護核算整定工作出現明顯的滯后現象，同時地方供電公司管理工作存在缺失，導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，從而導致越級跳閘，嚴重時會降低設備絕緣性能并擴大停電范圍。

3 配電網多級繼電保護配合的關鍵技術

3.1 三段式過流保護配合技術

近年來，我國科學技術發展成果顯著，尤其在電力系統發展中，各項科學技術的引進為電力系統的安全平穩運行提供有效保障。在配電網改擴建工程中，技術的創新為多級繼電保護配合關鍵技術的發展奠定了堅實的基礎。其中三段式過流保護技術以差異化定值為基礎，取得了明顯的發展成效，技術基本成型。該項技術可忽略上下級之間的搭配關系，僅確保動作時限上配合的有效性即可。同時該項技術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，以此保證了配電網多級繼電保護配合的合理性。例如在10kV配電網多分段開關過流保護中，其過流保護配合策略的制定以三段式過流保護配合技術為依據，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，開關設置較多，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為基礎，相關部門制定了開關過流保護配合新策略：每臺開關均配置多套定值策略，其中運行方式發生變化時，線路柱上開關的定值也隨即轉換至保護定值區，并且借助配電網自動化發展趨勢，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生變化則保護定值可實現自動轉換，以確保定值轉換的準確性。

3.2 多級級差保護配合技術

該技術主要根據變電站10kV出線開關和饋線開關兩種不同形式配置相應的保護措施，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將保護時限設置為1～1.5s，以此降低短路電流對整個配電系統造成的不良影響，保證配電網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通常分為兩級級差保護配合技術和三級級差保護配合技術，前者主要針對饋線斷路器開關，將其設置為35～45ms左右，弧度時間以8～12ms為宜，該技術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，變電站變壓器能夠預留240～260ms的級差，從而提高多級繼電保護配合技術水平；后者主要利用無觸點驅動技術，實現短時間內保護整個配電網多級繼電，其中在10ms內便可準確識別事故原因，并且支持變電站設置200ms左右的保護動作延遲時間，可起到顯著的保護作用。例如在某配電網模式中，出現兩相短路故障時，可根據配電網實際情況，對變電站出線斷路器和次干線斷路器進行結合操作，在此基礎上利用多級級差保護技術實現延遲保護，并將變電站斷路器和次干線斷路器的時間均設置為0s。

4 結束語

綜上所述，隨著經濟發展和社會進步，對配電網運行質量要求日漸提升，國家新一輪配電網改造工程正在全面開展，電力系統必須重視配電網多級繼電保護配合關鍵技術的研究與發展，通過實踐經驗分析及技術探討找出技術優化的合理方案，以此提升配電網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。

參考文獻

[1]鐘遠林.配電網多級繼電保護配合的關鍵技術探討[J].中國高新技術企業，2016（18）：126-127.

[2]劉健，劉超，張小慶，等.配電網多級繼電保護配合的關鍵技術研究[J].電力系統保護與控制，2015（9）：35-41.

[3]柏翠.關于配電網多級繼電保護配合的關鍵技術分析[J].電子世界，2016（14）：132.

[4]張志華.配電網繼電保護配合與故障處理關鍵技術研究[D].西安科技大學，2012：11-14.

[5]魯 .配電網多級繼電保護配合的關鍵技術研究[J].建筑工程技術與設計，2016（20）：2199.