配電網多級保護技術及其應用

徐斌

摘 要：隨著社會時代的高速發展，人們對電能質量與穩定性的需求逐步提高。因此，在我國電網系統的建設過程中，還需要重點解決居民與企業用電的需求緊張情況，并對配電網設備設施進行更新，確保符合電力增長需求。其中，多級繼電保護作為配電網發展中的關鍵技術，文章將對此進行深入分析，并對其與配電自動化配合的故障處理應用展開研究。

關鍵詞：配電網;多級保護;技術;應用

現如今人們的生活生產對電能的需求不斷提升，其中供電穩定性已成為了影響用電安全以及企業經濟效益的關鍵指標，所以需要極力避免停電事故的出現。大量事實表明，停電故障的發生主要集中在配電網，所以加強對配電網多級保護技術的研究有助于保障配電網的安全穩定運行，對提高電網系統供電穩定性而言意義重大。在科學技術快速發展的今天，配電網多級繼電保護技術已逐漸發展成熟且得到廣泛應用，將多級繼電保護系統與配電網自動化系統進行配合，不僅能夠對故障快速切除而不影響非故障區域電力供應，并且也能在配電網自動化系統作用發揮下改善繼電保護系統的不足。

一、配電網多級保護技術分析

1.三段式過流保護技術

在目前的配電網系統中，有著越來越多的新技術應用其中，也為多級繼電保護技術的發展帶來強力支持，其中三段式過流保護技術便屬于在新技術應用基礎上發展起來的一種常見的多級繼電保護技術，該項技術是一種基于差異化定值的多級保護技術，目前技術應用體系成熟度非常高，能夠明顯提高多級繼電保護間的配合效果。一般來講，三段式過流保護技術只需要動作時限方面進行有效配合即可，可直接忽略掉上下級的搭配關系，從這一點來看便大大保證了多級保護的實效性。三段式過流保護技術還能對線路現狀進行快速識別，能夠在短時間內精準界定短路類型，從而更好地定位故障點，確保配電網多級繼電保護的合理性。

2.多級級差保護技術

多級級差保護技術在當前的配電網多級繼電保護系統中同樣屬于核心技術，在故障排除工作中能夠發揮良好保護效果。一般來講，多級級差保護會將保護時限設定在1～1.5s之間，能夠在極短時間內弱化短路情況對配電網系統的負面影響，進而確保多級繼電保護裝置快速啟動且發揮保護作用。此外，多級級差保護技術還可分成兩級級差與三級級差兩種類型，其中兩級級差保護技術同樣可以在饋線斷路器開關的配電系統當中實現快速切斷故障的效果，但是切斷需要手動去操作，而配電網系統中許多故障的發生都是不可預見的，因此兩級級差保護技術在這種突發性的故障檢修中作用不大;但三級級差保護技術的核心就在于無觸點驅動技術，不僅能夠在短時間內對配電系統的多級繼電作出保護，還能快速識別事故成因，保護整個配電網。

二、配電網多級保護技術的應用

1.多級級差保護配置原則

要想實現兩級級差保護效果，在線路開關選擇與配置保護層面要遵從如下原則：其一，主干饋線開關一般用負荷開關;其二，用戶開關與分支開關有著非常高的標準要求，所以負荷開關無法滿足要求，則選用斷路器，同時將斷路器的保護動作延時時長設置為0s;其三，變電站出線開關同樣有著非常高標準要求，所以也需要用斷路器，但其保護動作延時時間應當設置為200～250ms[1]。

采取兩級級差或是三級級差保護，主要體現如下優勢：其一，分支或是用戶出現電力故障之后，斷路器能夠及時響應跳閘，將故障切除，但變電器的出線斷路器不會跳閘，所以不影響到無故障線路;其二，避免開關多級跳閘或是越級跳閘的問題發生，故障處理程序得到簡化，需要操作的開關數變少，故障排除時間縮短;其三，主干線選用負荷開關而無需用到斷路器，縮減了這部分的費用投入[2]。

2.多級級差保護的故障處理應用

以兩級級差保護舉例，對多級級差保護與配電自動化的協調配合進行故障處理的方法進行分析，具體需要根據主干線線路類型的不同去選擇合適的處理措施：

其一，全架空饋線的故障處理。饋線出現故障之后，變電站出線斷路器會及時響應跳閘去切除故障，會有0.5s延時，如果斷路器自動閉合則代表是瞬時性故障，如果無法自動閉合則代表是永久性故障。主站通過接收到故障信息去判定故障發生點，然后對瞬時性故障信息進行記錄;針對永久性故障，會遠程遙控故障附近的開關分閘對故障進行隔離處理，同時遠程遙控變電站出線斷路器、聯絡開關合閘，快速恢復非故障區域的電力供應，同時記錄好永久性故障的處理信息。

其二，全電纜饋線的故障處理。這類故障基本上屬于永久性故障，在故障出現后變電站出線斷路器會通過跳閘去切斷故障。主站會根據接收到的故障信息去定位故障點，遠程遙控故障點周邊開關分閘對故障進行隔離，然后遠程遙控變電站出線斷路器與環網柜聯絡開關合閘，對非故障區恢復電力供應，并且將故障信息詳細記錄。

其三，分支線路或用戶的故障處理。電力故障發生后，斷路器會跳閘將故障切斷。倘若跳閘斷路器的支線屬于架空線路，會有05s的延時，之后斷路器會自動閉合，倘若屬于瞬時性故障則斷路器自動閉合，倘若是永久性故障則斷路器無法閉合。電纜線路上級斷路器發生跳閘屬于永久性故障，此時斷路器并不會自動閉合[3]。

3.電壓時間型饋線與兩級級差保護配合

在電壓時間型分段器和重合器的協調配合下，故障線路能夠得到及時有效的切斷隔離，該項技術優勢明顯，但也存在一定的不足。其中，線路中任意點出現故障均會誘發斷路器跳閘動作，大面積停電無可避免。倘若將該項技術與兩級級差保護進行配合利用，便能改善大范圍停電的問題，具體來講可將重合器用作變電站出口開關，時間設置在200～250ms之間;將電壓時間型分段器用作饋線開關，動作延時設置為0s。

結束語

綜上所述，現如今全社會對配電網系統的安全性及穩定性要求不斷提高，國家在配電網改造升級建設中也投入了大量人力、物力與財力，其中多級保護屬于改造升級中的關鍵技術，是保證配電系統穩定運行的根基。所以，加強對這一關鍵性技術的應用研究，能夠有效助推我國配電網改造升級工程進展，從而助力我國電力行業的穩健發展。

參考文獻

[1] 劉偉生，王勇，吳斌，宮德峰，吳秋麗，徐丙垠.配電網多級保護技術及其應用[J].供用電，2020，37（04）：58-64.

[2] 李萍.配電網多級繼電保護配合的關鍵技術分析[J].中國新通信，2019，21（24）：232.

[3] 劉奇.配電網多級繼電保護配合的技術探討[J].技術與市場，2018，25（09）：142-143.