基于供電可靠性的配電網繼電保護規劃

明華 侯德祥

摘 ?要：在配電網智能化和信息化的背景下，對供電系統配電網繼電保護裝置運行的可靠性和安全性提出了更高的要求，但配電網繼電保護規劃具有很強的系統性和綜合性，如何實現合理化和規范化的規劃是目前各大供電企業需要著重解決的問題。我國對此方面的研究還不夠深入，因此，本文基于理論實踐，對基于供電可靠性的配電網繼電保護規劃做了如下研究。

關鍵詞：配電網;繼電保護;配置規劃;供電可靠性

中圖分類號：TM77

引言

1配電網繼電保護配置規劃的原則

為確保配電網繼電保護配置規劃的的科學性和合理性，需要嚴格遵循以下幾點原則：

第一，對于供電半徑比較長、沿線短路電流差異明顯的饋線，要在適當的位置配置三級式過流保護系統，并和變電站出現的斷路器形成保護配合。通過這樣的配置規劃方法，可充分發揮三段式過流保護系統的性能，確保供電的可靠性和安全性。

第二，針對饋線末端短路電流低于首段負荷電流的情況，可以進行饋線的分段布置，在合適的位置配置多級三段式過流保護。根據此種配置規劃的方法，則沿線短路電流的差別比較明顯，具有多級三段式過流保護配合的條件，就必須配置多級三段式過流保護，否則一旦末端發生短路故障，繼電保護器不能及時切除故障。

第三，針對供電半徑比較短、沿線短路電流差異比較小的饋線，仍然要采用多級保護配合的方式，從根本上保證供電可靠性和安全性。

2配電網中繼電保護裝置的配置

2.1過電流保護

就我國目前各大配電網而言，在過電流保護中，主要應用了三段式電流保護，具體情況如圖1所示：

圖1中Ⅰ段保護為電流速斷保護，其主要作用當線路末端發生故障時，可快速切除。越靠近故障發生點，其動作值就越小，動作也就更加靈敏;Ⅱ段保護為限時限電流保護，其主要作用是及時切除線路全長上Ⅰ段保護無法及時切除的故障，具有一定的延時性，因此，為確供電的可靠性，Ⅰ段保護和Ⅱ段保護往往結合使用;Ⅲ段保護也被稱之為定時限電流保護，其配置和Ⅰ段保護、Ⅱ段保護存在本質區別，是根據電力系統中過電負荷來配置是一種電流保護系統，在不同時間段中，具有不同的定值，從電力用戶到電源點，Ⅲ段保護動作的時間會持續增加，電流也隨之增加，此種保護配置，可選擇性的切除電力故障，從而保護配電網中，其他設備、構件、系統的安全性。

2.2零序電流保護

零序電流保護是一根根據配電網系統中的零序電流來進行判別和保護的方式，一旦電力系統中發生故障，在電路中就會形成零序電流。繼電保護裝置可及時采集線路零序電流的數值，但零序電流的數值超過繼電保護裝置的動作值時，就會自動切除故障。但通常情況下，在配電網中通常情況下，并不會投入零序電流保護方式，其主要原因是一旦配電網中發生故障或者異常，其產生的零序電流為對地電容電流，電流的數值比較小，不能快速反應故障。

2.3過電壓保護

指定是配電網中電壓超過特定值時會自動切除一部分無功補償設備，從而降低配電網中的電壓，TN-S過電壓保護系統如圖2所示：

當配電網中母線電壓超過繼電保護裝置的電壓動作值時，繼電保護裝置會立即切斷電容器，以達到降低系統電壓的目的。大量應用實例表明，過電壓保護對配電網系統持續、穩定、安全、可靠的運行有非常重要的意義，可大幅度提升用戶用電質量，而且還能避免電壓過高損壞電力設備。

2.4欠電壓保護

所謂欠電壓保護指的是當配電網中電壓過低時，可自動投入無功補償設備，來提升電壓。其原理和過電壓保護基本相同，當母線中電壓過低時，繼電保護裝置可切除電抗器或者投入的電容器，從而提升電力系統中電壓。通過欠電壓保護，可有效防止電壓過低導致某些電力設備不能正常工作現象的產生，對提高用戶用電質量有重要意義。

3基于供電可靠性的配電網繼電保護規劃的措施

3.1增加備用電源，確保供電的連續性

通過不完全統計，在配電網中所發生故障，90%以上是由瞬時性故障引發的，最常見的有飛鳥故障、雷擊故障等。雖然這些瞬時故障在短時間內就會消失，但所產生的故障點電流仍然通過電弧持續放電。如果故障發生時間和繼電保護裝置動作的時間相同，則繼電保護裝置動作可以立即切斷斷路器，但故障點并不具有備電持續供電的特性，待到完全熄弧以后，故障線路便可正常運行，此時可將兩側斷路器合上確保電路供電的連續性，此舉不但有助于保障電力系統的平穩運行，還可大大減小受損程度。所以，在配電網變電站中必須配置具有重合閘功能的繼電保護裝置，如果線路中瞬時故障被排除以后，則可自行恢復供電，如果線路故障已經恢復，則可持續供電，如果瞬時故障沒有及時恢復，則應當在重合之后加速跳閘，以確保整個電力系統運行的安全性。

3.2合理配置階段式電流保護

加大三段式電流保護的推廣和應用，大量應用實例表明，電力速斷保護系統，可有效縮短故障切斷的時間間隔。配電網在正常運行時，可充當線路的主保護，而限時電流則保護可以確保全線故障被全部切除。在日常配置規范方面，還需要對電流整定數值和動作時間進行精細化計算，在確保配電網可靠運行的基礎上，提高配電網運行的高效性和調度的便捷性。

3.3合理使用重合閘

為有效提升配電網運行的安全性和可靠性，可在變電站內部合理設置自投保護裝置，并在供電線路發生故障時，可自動啟動備用電源，從而確保用戶用電的連續性。在備用電源啟動時，要確保工作電源被完全切除，避免發生沖突。對重合閘的時限要求以及投入重合閘的必備條件，消除瞬時故障的一些條件和因數的闡述：如，重合閘時限2.5秒，有效躲過瞬時大風或者雷擊帶來的影響。由于故障點沒有電源點繼續供電，故障開始熄弧，等到完全熄弧后，故障線路已經恢復正常，如果此時，能夠合上兩側的斷路器讓線路繼續供電，這樣不僅維護了電力系統的安全穩定運行，同時減少了損失。

4結束語

綜上所述，本文結合理論實踐，深入研究了基于供電可靠性的配電網繼電保護規劃，研究結果表明，隨著我國社會經濟的發展，對供電系統運行的安全性和穩定性提出了更高的要求。繼電保護作為配電網的主要組成部分，其配置規劃的科學性，直接決定了整個電力系統能否實現穩定可靠的運行。所以，在具體規劃中，要根據配電網運行的實際情況，選擇科學合理的保護方式和規劃措施，才能最大限度限度提升供電系統運行的可靠性。也符合目前我國電力系統自動化、智能化的發展的要求，值得大范圍推廣應用。

參考文獻

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