淺談配電線路運行的繼電保護技術與應用策略

李高峰

1 配電線路運行中繼電保護的重要意義

在當前技術條件支持下，配電線路運行中繼電保護的基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。繼電保護對于整個電力系統(tǒng)的最典型意義基本可以表現(xiàn)為以下2個方面：首先，在被保護電力系統(tǒng)元件出現(xiàn)運行故障的情況下，電力系統(tǒng)運行體系中與該電力系統(tǒng)元件保持對應關系的繼電保護裝置能在較短的時間范圍內(nèi)針對距離故障元件位置最近的斷路器裝置發(fā)出相應的跳閘指令，此種方式能夠確保故障元件及時與處于正常運行狀態(tài)下的電力系統(tǒng)相脫離。其目的在于最大限度地減少故障元件對整個電力系統(tǒng)的破壞，在剔除故障元件對電力系統(tǒng)不利影響因素的基礎上可確保整個電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的穩(wěn)定性與安全性。其次，在電力系統(tǒng)電氣設備出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)的情況下對其進行及時反映。在當前技術條件支持下，繼電保護裝置能夠結(jié)合電力系統(tǒng)電氣設備的不同工作故障類型以及運行維護條件發(fā)出不同類型的動作指令及信號，從而為值班人員進行處理提供必要的參照與支持。在此基礎上，還可通過有效判定將這部分繼續(xù)運行可能導致事故的電氣設備自整個電力系統(tǒng)中予以有效剔除，并基于一定程度上的動作延時確保繼電保護的有效性與可靠性。

圖1 配電線路運行中繼電保護的基本結(jié)構(gòu)示意圖

2 配電線路運行中繼電保護技術分析

2.1 光纖通道技術分析

對于配電線路運行過程中條件允許進行光纖線路敷設作業(yè)的繼電保護而言，繼電保護信號的傳輸應盡量在光纖線路傳輸技術支持下予以實現(xiàn)。當前，光纖線路傳輸技術所表現(xiàn)出的大容量及可靠性優(yōu)勢均比較顯著，能夠為多種業(yè)務的正常復用提供必要的技術性支持。更為關鍵的一點在于：通過對光纖通道技術的合理應用可知，其所表現(xiàn)出的傳輸動作延時及切換動作延時較小，這對縱聯(lián)比較式繼電保護作用下有關通信信道傳輸質(zhì)量有著尤為顯著的保障性優(yōu)勢。與此同時，在配電自動化技術持續(xù)發(fā)展的過程中，包括開閉所、開關站、環(huán)網(wǎng)柜以及配電變電站在內(nèi)的各項關鍵部件均實現(xiàn)了對大范圍內(nèi)光纖線路的有效敷設處理，其最顯著的優(yōu)勢在于：借助于對這部分光纖線路設施的合理利用，配電線路的正常運行能夠在不增加過多設備以及投資的前提下實現(xiàn)整個繼電保護系統(tǒng)的可靠性配置與綜合性應用。

2.2 專線通道技術分析

從理論上來說，專線通道就是以繼電保護信號的可靠傳送為目的而設立的有線通道。在當前技術條件支持下，適宜于配電線路運行的專線通道類型基本涉及了雙絞線專線、同軸電纜專線及控制電纜專線這幾種類型。從實踐應用的角度來說，專線通道主要適用于被保護線路較短的繼電保護環(huán)境下（例如工礦企業(yè)），其最為顯著的應用特點在于允許信號以開關量形式在專線通道中進行可靠性傳輸。更為關鍵的一點在于：在專線通道技術正常運行的過程中，通道延時的可能性較低，在專線長度較小的情況下能保障繼電保護綜合性能的高可靠性。

2.3 電力線載波技術分析

從傳統(tǒng)技術應用角度來說，配電線路運行縱聯(lián)保護信息交換的最主要形式表現(xiàn)為電力線載波技術，特別是對于高壓系統(tǒng)及超高壓系統(tǒng)而言，電力線載波技術的綜合應用優(yōu)勢仍然十分顯著。而對于中低壓配電系統(tǒng)而言，同樣可以借助于對電力線載波技術的可靠應用實現(xiàn)縱聯(lián)保護信號的有效傳輸。與此同時，需要注意的一點在于：現(xiàn)階段技術條件支持下的中低壓線路往往具備大量分支，如果每個分支末端均裝設阻波器或是接合器設備，勢必會導致投資較高，而如果省去，則可能導致信號衰耗問題比較突出。從這一角度來說，電力線載波技術主要適用于不具備分支的配電線路的繼電保護應用作業(yè)。

3 配電線路運行中繼電保護技術的應用策略

對于工業(yè)企業(yè)而言，結(jié)合我國現(xiàn)行相關標準規(guī)范中有關工廠企業(yè)10 kV電壓等級供電系統(tǒng)的設計規(guī)范與要求，在10 kV供電線路正常運行過程中，配電變壓器及分段母線線路所對應的保護裝置也存在一定差異。具體而言，基于對整個電力系統(tǒng)配電線路運行的安全性保障，應當重點關注的問題基本涉及如下幾個方面：

首先，從10 kV電壓等級線路運行的角度來說，現(xiàn)階段對繼電保護的配置需從如下幾個方面入手進行可靠性評估：一般情況下，10 kV電壓等級線路運行過程中需配備必要的過電流保護，同時應嚴格控制過電流保護動作時限（一般情況下取值為0.5～0.7 s）。在這一狀態(tài)下，對于整個10 kV電壓等級線路運行安全性保障而言，并未涉及線路保護配合上的具體要求（從這一角度來說，可以在繼電保護的實踐性配置過程中省去對于電流速斷保護的配置作業(yè)）。相對于整個配電線路的正常運行而言，自變配電所引出的線路均應具備與之相對應的瞬時電流速斷保護，其目的在于：在一般狀態(tài)下的電流速斷保護無法滿足線路正常運行對選擇性動作支持的情況下，還應專設具備一定動作時限的電流速斷保護。

其次，從10 kV電壓等級配電變壓器裝置的正常運行角度來說，根據(jù)配電變壓器設備容量的差異，繼電保護的配置需重點關注如下幾點（表1）：（1）在配電變壓器設備容量低于400 kVA的情況下，對于繼電保護配置的選取應以高壓熔斷器保護為優(yōu)。（2）在配電變壓器設備容量在400～800 kVA的情況下，對于繼電保護配置的選取應以過電流保護為主（以高壓側(cè)斷路器配置為基本前提）。在此過程中需要特別注意的一點在于：在所對應過電流保護動作時限超過0.5 s的情況下，配電變壓器繼電保護還應配備必要的電流速斷保護方式。而在選取工業(yè)生產(chǎn)車間油浸式配電變壓器所對應的繼電保護配置方式時，還應關注氣體保護。（3）在配電變壓器設備容量高于800 kVA的情況下，對于繼電保護配置的選取應以過電流保護為主。特別需要注意的是：在過電流保護動作時限高于0.5 s的情況下，為了保障整個配電變壓器運行的安全性與穩(wěn)定性，還應專設電流速斷保護。在注意油浸式配電變壓器所對應的氣體保護配置的同時，結(jié)合工業(yè)企業(yè)實際情況裝設必要的溫度保護同樣有著重要意義。

表1 變壓器設備容量與繼電保護配置對應關系示意表

4 結(jié)語

本文針對配電線路運行中所涉及的繼電保護技術及其應用策略做出了簡要分析與說明，希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

［1］尹項根，李振興，劉穎彤，等.廣域繼電保護及其故障元件判別問題的探討［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2012，40（5）：1～9

［2］李振興，尹項根，張哲，等.分區(qū)域廣域繼電保護的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與故障識別［J］.中國電機工程學報，2011，31（28）：95～103