配電線路全線速切繼電保護(hù)技術(shù)

焦文濤，李 果

鞏義市供電公司，河南鞏義 451200

在配電系統(tǒng)的運(yùn)行中，分段式的過流保護(hù)只是保護(hù)線路中的一個(gè)部分，難以進(jìn)行故障的全線速動(dòng)，但是該保護(hù)技術(shù)越來越滿足用戶的需求。特別是用電的負(fù)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(hù)的關(guān)鍵，這就需要對配電線路的繼電保護(hù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，進(jìn)而滿足用戶不斷增長的用電需求。

1 配電系統(tǒng)的速切保護(hù)原理分析

為了提高配電線路的運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量，需要對對配電系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)，一般而言，在對配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)實(shí)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(yīng)保護(hù)，即以檢測到的一點(diǎn)信息為基礎(chǔ)，應(yīng)用相應(yīng)的算法對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，這是一種有效的保護(hù)方式，另一種是全線速切保護(hù)，即借助交換多端的信息實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的保護(hù)。

在實(shí)踐和理論的支持下，全線速切保護(hù)已經(jīng)廣泛的被使用，它體現(xiàn)了完善的繼電保護(hù)性能，特別是在高壓和超高壓的輸電系統(tǒng)中取得了良好的效果。為了降低成本，提高繼電保護(hù)的性能，需要結(jié)合配電網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，構(gòu)建相應(yīng)的配電線路縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)。

在對配電系統(tǒng)的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)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(dāng)被保護(hù)設(shè)備的一側(cè)保護(hù)感受為外部故障時(shí)，就會(huì)對對側(cè)發(fā)生閉鎖信號，導(dǎo)致其他各側(cè)都停止運(yùn)作。若是內(nèi)部故障，各側(cè)的保護(hù)也會(huì)迅速的跳閘；后者是對非本側(cè)區(qū)外故障信號的傳遞，如果各側(cè)都感受到非本側(cè)區(qū)外故障，表明是區(qū)內(nèi)的故障，并在相互之間發(fā)送信號，若是一側(cè)感受到本側(cè)區(qū)外故障，就不會(huì)相互發(fā)出允許信號，保護(hù)也不會(huì)誤動(dòng)。

為了提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量，需要對其進(jìn)行繼電保護(hù)，在實(shí)際工作中，進(jìn)行全線速切保護(hù)是一種有效的方式，其中應(yīng)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(diǎn)和優(yōu)勢，并且保護(hù)原理不相同，但是在對配電系統(tǒng)保護(hù)方面都取得了顯著的成效，起到了很好的保護(hù)作用。

2 配電系統(tǒng)的速切保護(hù)方案

2.1 閉鎖式速切保護(hù)方案

輸電系統(tǒng)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(tǒng)運(yùn)行中，采用的多是分段式過流保護(hù)，以便依據(jù)過流元件的動(dòng)作情況正確的判定故障類型。下圖是配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，用于說明配電系統(tǒng)的速切保護(hù)方案。

在配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖中，若AG 是變電站的斷路器，D 為手拉手開關(guān)，BCEF 可能是分段開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)或者斷路器。當(dāng)該系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，手拉手開關(guān)是斷開的，這樣就可以把體系看做是一個(gè)單電源的網(wǎng)絡(luò)。以斷路器A 處的保護(hù)為例，閉鎖式速切保護(hù)分析如下：將分段開關(guān)B 和C 設(shè)置為斷路器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對故障電流的切斷，同時(shí)在分段開關(guān)中配置饋線終端或者是保護(hù)裝置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電流和電壓的檢測。這樣當(dāng)F1 點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，A 處元件就會(huì)檢測到過電流，而B 處的元件就不會(huì)動(dòng)作，進(jìn)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)A 與B 的跳開，就愛你姑故障進(jìn)行阻隔。若B 和C 是負(fù)荷開關(guān)，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(jìn)行定位和隔離。假設(shè)F2 點(diǎn)發(fā)生故障，A 處就會(huì)自動(dòng)跳閘，進(jìn)而切斷了故障電流，在與B 處進(jìn)行信息交換的基礎(chǔ)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(fā)生位置，這樣在故障區(qū)域的開關(guān)會(huì)發(fā)生跳閘，其他相應(yīng)的開關(guān)會(huì)合上，進(jìn)而恢復(fù)對非故障區(qū)的正常供電。

在對配電系統(tǒng)的全線速切保護(hù)中，閉鎖式具有快速性，進(jìn)而有效的防止了誤動(dòng)作，同時(shí)保護(hù)動(dòng)作具備較好的安全性和可靠性，實(shí)現(xiàn)了故障信號的有效傳輸。

2.2 允許式速切保護(hù)方案

在允許式速切保護(hù)中，需喲結(jié)婚族過流元件以及低電壓和低電流元件，來實(shí)現(xiàn)對區(qū)外和區(qū)內(nèi)故障的分析和判定。在配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，除了要對過電流進(jìn)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(diǎn)的保護(hù)為例，假設(shè)故障發(fā)生在F1 點(diǎn)，這樣過電流會(huì)經(jīng)過A 處，B 處也會(huì)感受到電壓的降低和電流的減小，在這一情形下，A 處會(huì)受到來自B 處的允許信號，快速的切除故障。然后，系統(tǒng)可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及保護(hù)的判定結(jié)果，對故障進(jìn)行隔離，并且快速的回復(fù)非故障區(qū)的供電。與此同時(shí)，在允許式方案中，還需要監(jiān)視下游的電壓情況，進(jìn)而避免下游饋線空載運(yùn)行引發(fā)的速切保護(hù)誤動(dòng)作。在對配電系統(tǒng)的實(shí)際保護(hù)中，允許式權(quán)限速切保護(hù)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)對信號進(jìn)行傳遞，動(dòng)作快速性好，并且在運(yùn)行中可以借助后備設(shè)備對故障進(jìn)行切斷，具備較好的安全性和可靠性。

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，閉鎖式和允許式都有著各自的優(yōu)勢和限制，前者需要實(shí)現(xiàn)對外部故障信息的傳輸，若是故障信息不能夠及時(shí)的傳遞，可能會(huì)造成對側(cè)保護(hù)的誤動(dòng)作，后者傳輸?shù)氖欠峭獠抗收闲畔?，如果不能及時(shí)傳遞，會(huì)引起對側(cè)保護(hù)緩動(dòng)或是是拒動(dòng)?？梢?，由于信號傳遞的不及時(shí)可能會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)保護(hù)問題的出現(xiàn)，需要在傳統(tǒng)的階段式保護(hù)的基礎(chǔ)上，配合閉鎖式或者是允許式速切保護(hù)，進(jìn)而提高保護(hù)工作的快速性和便捷性，特別是允許式的動(dòng)作速度快、反應(yīng)靈活且配合方便。同時(shí)需要注意在利用權(quán)限速切保護(hù)時(shí)是對配電系統(tǒng)的主保護(hù)，難以對相鄰的線路進(jìn)行保護(hù)，這就需做到與后備保護(hù)工作相互協(xié)調(diào)。

3 結(jié)論

在傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)繼電保護(hù)中，采用的多是分段式的過流保護(hù)，隨著配電系統(tǒng)的不斷發(fā)展和人們對供電需要的不斷提高，該保護(hù)措施已經(jīng)難以滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需求。在電力的運(yùn)行中，配電系統(tǒng)起著關(guān)鍵的作用，但是在配電系統(tǒng)的發(fā)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(tǒng)過流保護(hù)和整定計(jì)算的困難，不利于整個(gè)系統(tǒng)的配合協(xié)調(diào)，進(jìn)而對整個(gè)電力系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行帶來了很大的威脅。為了為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供一個(gè)完善的環(huán)境，本文提出的配電系統(tǒng)線路全線速切保護(hù)，采用縱聯(lián)比較保護(hù)原理，結(jié)合配電網(wǎng)特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞?，可以為配電線路提供全線無時(shí)限快速保護(hù)，對提高供電質(zhì)量、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有積極意義。

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