配電網(wǎng)多級(jí)繼電保護(hù)配合技術(shù)研究

摘要：在電網(wǎng)的主網(wǎng)中出現(xiàn)故障的時(shí)候，通過(guò)使用繼電保護(hù)裝置快速地、不受干擾地與配電自動(dòng)化裝置配合使用，對(duì)于處理主網(wǎng)故障來(lái)說(shuō)效率非常高。文章對(duì)繼電保護(hù)裝置的配合中存在的問(wèn)題以及解決辦法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；多級(jí)繼電保護(hù)；配合技術(shù)；繼電保護(hù)裝置；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2016）32-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.010

本文對(duì)配電網(wǎng)多級(jí)繼電保護(hù)配合中所出現(xiàn)的條件用相關(guān)參數(shù)進(jìn)行表達(dá)，并進(jìn)行了一系列的推導(dǎo)，得出相應(yīng)的極值條件。使用典型的例子和電路圖引入了四種保護(hù)電路配合的方式，對(duì)每一種配合方式都有詳細(xì)的介紹，闡明了它們之間的關(guān)系。

1 三段式過(guò)流保護(hù)配合的饋線長(zhǎng)度

1.1 傳統(tǒng)的三段式過(guò)流保護(hù)配合的饋線長(zhǎng)度

以上就是關(guān)于多級(jí)繼電保護(hù)的相關(guān)計(jì)算，其中的相關(guān)參數(shù)均為常用參數(shù)，代表意義也是繼電保護(hù)計(jì)算中常用的意義。

根據(jù)以上推導(dǎo)出來(lái)的關(guān)系式，就可以對(duì)多級(jí)繼電保護(hù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算了，再將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較和取舍，得到最終的結(jié)果。

1.2 根據(jù)不同的取值確定饋線長(zhǎng)度

在現(xiàn)實(shí)生活中，由于配電網(wǎng)的線路的復(fù)雜性以及事故多發(fā)性，傳統(tǒng)的解決方式——三段式電流保護(hù)在實(shí)際情況中并不能很好地保障電路的安全性，這種方式主要根據(jù)線路的不同而確定不同的饋線長(zhǎng)度，但是沒(méi)有人能夠預(yù)先知道故障發(fā)生的范圍，所以這種三段式保護(hù)方法的實(shí)際意義不大。然而繼電保護(hù)裝置的實(shí)際應(yīng)用性很高，原因是繼電保護(hù)裝置在電路故障發(fā)生時(shí)，通常采用兩種計(jì)算值，無(wú)論是哪一種短路故障，繼電保護(hù)裝置都會(huì)采用相應(yīng)的電流定值來(lái)解決問(wèn)題，很好地保護(hù)了電路的安全。電路間常發(fā)生的故障就是短路，短路的情況分為兩種，繼電保護(hù)裝置會(huì)根據(jù)不同情況進(jìn)行電流整定。

由以上計(jì)算可以得出在不同情況下各級(jí)保護(hù)曲面的短路容量的極限值，根據(jù)繪制出的圖像就可以比較兩種電路保護(hù)方式的不同之處。

在一定外界條件都相同時(shí)，可得到兩種電路保護(hù)方式的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)所在，顯而易見(jiàn)，在改進(jìn)的保護(hù)方式中，對(duì)于電路的保護(hù)效果更加明顯和可靠。

2 對(duì)多級(jí)三段式過(guò)流保護(hù)的分析

由以上計(jì)算公式可以很容易地得到多級(jí)的三段式過(guò)流保護(hù)在一定的限定條件下的極限值，也可以得到三段式過(guò)流保護(hù)裝置中最多可以配置的級(jí)數(shù)，可以根據(jù)饋線長(zhǎng)度的極值與實(shí)際情況下饋線的長(zhǎng)度做比較，就可得到級(jí)數(shù)的相關(guān)限定。通過(guò)相關(guān)分析比較，就可以得出級(jí)數(shù)與饋線長(zhǎng)度的關(guān)系，根據(jù)饋線長(zhǎng)度來(lái)選擇三段式過(guò)流保護(hù)裝置中級(jí)數(shù)的多少。這可以分為兩種情況：一種是饋線長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于實(shí)際長(zhǎng)度的情況，在這種情況下只能選擇n級(jí)的保護(hù)裝置，而當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度處于條件極值的中間范圍內(nèi)時(shí)，就能增加一級(jí)保護(hù)裝置，這個(gè)增加的保護(hù)裝置屬于附加的，所以此級(jí)的安裝情況可以視情況而定，不必過(guò)于符合原線路的安裝規(guī)定。在輻射狀電路當(dāng)中就可以采用這種方便的方式來(lái)限制保護(hù)裝置配置的級(jí)數(shù)大??；另一種是與上面簡(jiǎn)單的線路相比來(lái)說(shuō)，還存在著較為復(fù)雜的環(huán)狀線路，在確定這種線路上的保護(hù)裝置級(jí)數(shù)的時(shí)候，就要多方面綜合考慮，不僅要考慮線路在正常工作時(shí)的線路保護(hù)裝置，還要考慮到線路狀態(tài)不佳時(shí)多級(jí)保護(hù)的狀況，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩側(cè)饋線的配合的狀況。這種情況出現(xiàn)后，在線路正常工作的狀態(tài)下設(shè)定好的保護(hù)裝置參數(shù)在此時(shí)將會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，無(wú)法繼續(xù)使用。

因此，為了解決多級(jí)保護(hù)電路在環(huán)狀電路中使用的問(wèn)題，需要在其線路中增加一些保護(hù)裝置控制其功率大小，從而實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)。故障功率方向元件就是這樣一個(gè)保護(hù)裝置，這種元件的保護(hù)原理如下：當(dāng)線路處于正常工作狀態(tài)時(shí)，按照之前設(shè)定好的參數(shù)進(jìn)行保護(hù)就可以了；而當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，就啟用另外一套參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多級(jí)線路的保護(hù)。

3 在配電網(wǎng)中的多級(jí)配合方法

在配電網(wǎng)中存在著兩種基本的繼電保護(hù)配合方法，四種基于兩種方法的配置模式，在表1中對(duì)這4種模式的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的陳列。

3.1 第一種配合模式

第一種配合模式只采用了三段式過(guò)流保護(hù)的配合模式，根據(jù)表1可以查出該線路的保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作延長(zhǎng)時(shí)間。這種配合模式相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，所以當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，波及的范圍較廣，發(fā)生故障時(shí)的可控制性不強(qiáng)，但是也有一定的好處，即在主干線上進(jìn)行多級(jí)的繼電保護(hù)配合，將保護(hù)程度提高到了一定范圍。

3.2 第二種配合模式

第二種配合模式單純地采用了第二種保護(hù)方式，即采用延長(zhǎng)時(shí)間級(jí)差的方式對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)，是由三級(jí)延時(shí)級(jí)差保護(hù)裝置配合起來(lái)使用的，分別在出線處、支路上以及次支路上設(shè)置了斷路器，這些斷路器的延長(zhǎng)時(shí)間也可以在上表中查到。這種模式采用第二種配合方式來(lái)進(jìn)行保護(hù)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)不同故障下的配合。其優(yōu)勢(shì)在于主線與支線之間的干擾小；當(dāng)支線出現(xiàn)電路故障時(shí)不會(huì)對(duì)主線路上的用戶造成影響，在次分支線路上的故障不會(huì)影響支路用戶。這樣一來(lái)，故障的影響范圍就很大程度上縮小了，但是這種配合方式不適用于要立即處理故障的電路。

3.3 第三種配合模式

這種配合模式是使用兩種方式結(jié)合的配合模式，在出線處使用第一種或是第二種保護(hù)方式，而在分支上采用第二種保護(hù)模式，在配電網(wǎng)中，出線與分支線路上的延時(shí)保護(hù)裝置之間可以配合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)延時(shí)時(shí)間為零。

這種模式的優(yōu)勢(shì)之處顯而易見(jiàn)，在上述兩種配合方式中不能單獨(dú)應(yīng)用的環(huán)節(jié)，在第三種得到了解決，實(shí)現(xiàn)了在需要即時(shí)處理的故障線路上也能正常行使保護(hù)功能。但是這種方法受限于所在線路使用饋線的規(guī)格，當(dāng)饋線規(guī)格不符合要求時(shí)，就容易出現(xiàn)配合上的問(wèn)題，而且配合的時(shí)候也需要一定的條件。

3.4 第四種模式

這種模式依舊是兩種配合模式的配合使用，但是與第三種配合模式不同的是在主干線上僅采用第一種保護(hù)模式，在分支以及次分支上采用第二種保護(hù)模式。這種模式的具體使用方法還要依據(jù)主干線上的第一種保護(hù)模式的具體段數(shù)，這決定了主干線上與分支線路上以及次分支線路上的段數(shù)配合情況，但是具體的配合方式都是延時(shí)級(jí)差配合方式。在此線路中存在四級(jí)的三段式過(guò)流保護(hù)裝置配合，主線上的斷路器與分支以及次分支上的斷路器互相配合的段數(shù)不同，產(chǎn)生的延時(shí)時(shí)間也會(huì)有所不同，這些斷路器ABC-A1、B1、C1、D1、D2-A11、B21、D11、D12之間的配合模式結(jié)合了兩種保護(hù)方式。

第四種模式將以上三種模式?jīng)]有解決的問(wèn)題都有所解決，使得保護(hù)模式更加適合多種線路，也能保證主線路與分支之間的故障不會(huì)相互干預(yù)，但是這種模式的各種斷電器配合方式復(fù)雜，有延時(shí)時(shí)間，而且在發(fā)揮優(yōu)勢(shì)時(shí)需要處在特定的情況下。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)多級(jí)繼電保護(hù)配合技術(shù)的探討，可以發(fā)現(xiàn)在繼電保護(hù)中還存在著一些尚未解決的問(wèn)題，但是根據(jù)對(duì)以上四種模式的探討，可以發(fā)現(xiàn)在配電網(wǎng)中，在不同的電網(wǎng)系統(tǒng)中需要應(yīng)用合適的模式進(jìn)行電路保護(hù)，所以在目前技術(shù)條件有限的情況下，需要對(duì)各種模式進(jìn)行深入了解并應(yīng)用到合適的電網(wǎng)中去，對(duì)配電網(wǎng)的安全進(jìn)行保障。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：謝珂（1979-），男，四川內(nèi)江人，南京南瑞繼保電氣有限公司工程師，研究方向：電力自動(dòng)化設(shè)備二次集成項(xiàng)目管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）