配電網繼電保護配合與故障處理關鍵技術研究

熊振望

文章編號：2095-6835（2017）04-0157-02

摘 要：針對配電網繼電保護配合與故障處理關鍵技術展開了研究，系統分析了配電網多級保護配合的可行性，并論述了繼電保護中的故障，給出了相應的處理技術，以期能為有關方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：配電網；繼電保護；熔斷器；配電自動化

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.157

隨著配電自動化和信息化的不斷推進，對配電網繼電器保護技術的發展提出了新的要求。在推廣和應用配電自動化技術的過程中，必須提高多級繼電器保護配合質量，實現對電網供電的可靠保護。同時，還要采取有效的技術措施，及時處理繼電保護中出現的故障，以完善配電網的建設。基于此，本文就配電網繼電保護配合與故障處理關鍵技術進行了研究，相信對有關方面工作的順利進行有一定的幫助。

1 配電網多級保護配合的可行性

1.1 基本原理

根據不同配電線路的特點，采取不同的保護方式。大部分農村配電線路的主要特點是供電半徑比較長、分段數比較少、開環運行。當這類線路發生故障時，各分段開關的短路電流各不相同，且短路電流相差比較大。在這種情況下，應選用多級保護配合方式，通常是電流定值與延時級差互相配合快速切斷故障線路。

城市配電線路的主要特點是供電半徑比較短、開環運行，有很少一部分農村配電線路是分段數比較多且開環運行的。當這兩種類型的配電線路發生故障時，各分段開關短路電流數值基本相近，且在各分段開關設定不同的電流定值無法達到保護的目的，因此，應設定延時時間級差，有選擇性地切除處理故障線路。

1.2 時間級差保護配合的可操作性

對于兩級級差保護配合，通常為變電站出線開關和饋線開關設置不一樣的時間級差。短路電流對系統的沖擊是巨大的，為了避免發生此類情況，通常把變電站低壓側母聯開關的最低過流保護動作時間設置為0.5 s；為了防止對上級保護整定值造成影響，必須在0.5 s內安排多級保護延時配合。通常情況下，饋線斷路器開關動作時間為30～40 ms，熄弧時間為10 ms，保護響應時間為30 ms，因此，饋線開關可設置0 s延時保護跳閘，在100 ms內切除故障。雖然在饋線分支開關或用戶開關配置熔斷器，能夠更快切除故障，但是，熔斷器需要人工操作恢復，處理瞬時性故障的難度很大。如果適當考慮時間差的問題，變壓器低壓側開關繼續保留250～300 ms的級差。為變電站出線開關設置200～250 ms延時，可以實現兩級級差保護配合。

隨著永磁操動機構和無觸點驅動技術的日趨完善，三級級差保護配合可以極大地縮短保護動作時間。永磁操動機構分閘時間可達到10 ms，無觸點電子式分合閘可小于1 ms。鑒于這兩項技術的支持，斷路器能在30 ms時間內迅速切除故障。如果饋線開關設置動作時間為0 s，則發生故障后，相關斷路器可在30 ms內迅速切除故障。在適當考慮時間差的情況下，在變壓器低壓側開關繼續保留200～250 ms時間級差，為上一級饋線開關設置100～150 ms延時時間，以實現三級級差保護配合。

2 多級級差保護與配電自動化配合的故障處理

2.1 多級級差保護配置原則

為了實現兩級級差保護，在選取線路開關和配置保護方面，必須遵循的基本原則是：①主干饋線開關通常選用負荷開關，以達到標準要求；②用戶開關和分支開關的標準要求比較高，一般負荷開關難以滿足要求，所以，應采用斷路器，并將其保護動作延時時間設定為0 s；③變電站出線開關的標準要求也比較高，所以，也應采用斷路器，并把保護動作延時時間設定為200～250 ms。

采用兩級級差或三級級差保護配合具有以下優點：①分支或用戶發生故障后，相應斷路器立即跳閘切除故障。如果變電站出線斷路器不跳閘，就不會造成全線停電。②避免出現開關多級跳閘或越級跳閘的問題，簡化故障處理，操作開關數少，恢復故障時間短。③主干線可以采用負荷開關，不必采用斷路器，降低工程造價。

2.2 故障處理

以兩級級差保護為例，介紹多級級差保護與配電自動化配合的故障處理方法。主干線線路類型存在差異，具體故障處理措施如下。

2.2.1 主干線為全架空饋線的故障

當饋線故障發生后，變電站出線斷路器跳閘切除故障。經過0.5 s延時，如果斷路器自動重合，則為瞬時性故障；如果斷路器不能自動重合，則為永久性故障。主站根據收到的故障信息判斷故障位置，將瞬時性故障信息存入瞬時性故障處理記錄中。對于永久性故障，遙控故障位置附近的開關分閘來隔離故障，同時，遙控變電站出線斷路器和聯絡開關進行合閘，恢復非故障區域供電，并將故障信息存入永久性故障處理記錄中。

2.2.2 主干線為全電纜饋線的故障

通常情況下，這類故障是永久性的，發生故障后，變電站出線斷路器立即跳閘切除故障。主站根據收集到的故障信息判斷故障位置，遙控故障區位置附近開關分閘隔離故障，同時，遙控變電站出線斷路器和環網柜聯絡開關進行合閘，恢復非故障區域供電，并將故障信息存入永久性故障處理記錄中。

2.2.3 分支線路或用戶處發生的故障

發生故障后，斷路器立即跳閘切除故障。如果跳閘斷路器所帶支線為架空線路，經過0.5 s延時后，斷路器自動重合。如果發生的是瞬時性故障，斷路器可以自動重合；如果發生的是永久性故障，斷路器則難以自動重合。電纜線路的上級斷路器出現跳閘的情況，則發生永久性故障，斷路器不會自動重合。

3 電壓時間型饋線與兩級級差保護的配合

電壓時間型饋線工作的基本原理是：電壓時間型分段器與重合器相互配合，切除隔離出現故障的線路。這項技術優點很多，但也存在一定缺點——線路的任何位置發生故障都會造成斷路器跳閘，導致大面積停電。如果這一技術與兩級級差保護配合使用，就可以解決停電范圍過大的問題。針對這種情況，具體的處理方法是，將重合器時間設定為200～250 ms，將其作為變電站出口開關；將電壓時間型分段器作為饋線開關，用戶分支開關使用斷路器，設定動作延時為0 s，并配置延時時間為0.5 s的一次快速重合閘。

4 結束語

綜上所述，配電網建設的首要工作就是要正確處理配電網繼電保護中發生的故障，及時采取有效的技術或措施解決故障。只有這樣，才能保證繼電保護有效工作，推動配電網更加安全、有序、高效地運行，促進電力企業的進一步發展。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕