配電網(wǎng)繼電保護(hù)配合與故障處理關(guān)鍵技術(shù)研究

熊振望

文章編號(hào)：2095-6835（2017）04-0157-02

摘 要：針對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)配合與故障處理關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)了研究，系統(tǒng)分析了配電網(wǎng)多級(jí)保護(hù)配合的可行性，并論述了繼電保護(hù)中的故障，給出了相應(yīng)的處理技術(shù)，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；繼電保護(hù)；熔斷器；配電自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.157

隨著配電自動(dòng)化和信息化的不斷推進(jìn)，對(duì)配電網(wǎng)繼電器保護(hù)技術(shù)的發(fā)展提出了新的要求。在推廣和應(yīng)用配電自動(dòng)化技術(shù)的過(guò)程中，必須提高多級(jí)繼電器保護(hù)配合質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)供電的可靠保護(hù)。同時(shí)，還要采取有效的技術(shù)措施，及時(shí)處理繼電保護(hù)中出現(xiàn)的故障，以完善配電網(wǎng)的建設(shè)。基于此，本文就配電網(wǎng)繼電保護(hù)配合與故障處理關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，相信對(duì)有關(guān)方面工作的順利進(jìn)行有一定的幫助。

1 配電網(wǎng)多級(jí)保護(hù)配合的可行性

1.1 基本原理

根據(jù)不同配電線路的特點(diǎn)，采取不同的保護(hù)方式。大部分農(nóng)村配電線路的主要特點(diǎn)是供電半徑比較長(zhǎng)、分段數(shù)比較少、開(kāi)環(huán)運(yùn)行。當(dāng)這類線路發(fā)生故障時(shí)，各分段開(kāi)關(guān)的短路電流各不相同，且短路電流相差比較大。在這種情況下，應(yīng)選用多級(jí)保護(hù)配合方式，通常是電流定值與延時(shí)級(jí)差互相配合快速切斷故障線路。

城市配電線路的主要特點(diǎn)是供電半徑比較短、開(kāi)環(huán)運(yùn)行，有很少一部分農(nóng)村配電線路是分段數(shù)比較多且開(kāi)環(huán)運(yùn)行的。當(dāng)這兩種類型的配電線路發(fā)生故障時(shí)，各分段開(kāi)關(guān)短路電流數(shù)值基本相近，且在各分段開(kāi)關(guān)設(shè)定不同的電流定值無(wú)法達(dá)到保護(hù)的目的，因此，應(yīng)設(shè)定延時(shí)時(shí)間級(jí)差，有選擇性地切除處理故障線路。

1.2 時(shí)間級(jí)差保護(hù)配合的可操作性

對(duì)于兩級(jí)級(jí)差保護(hù)配合，通常為變電站出線開(kāi)關(guān)和饋線開(kāi)關(guān)設(shè)置不一樣的時(shí)間級(jí)差。短路電流對(duì)系統(tǒng)的沖擊是巨大的，為了避免發(fā)生此類情況，通常把變電站低壓側(cè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)的最低過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間設(shè)置為0.5 s；為了防止對(duì)上級(jí)保護(hù)整定值造成影響，必須在0.5 s內(nèi)安排多級(jí)保護(hù)延時(shí)配合。通常情況下，饋線斷路器開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)間為30～40 ms，熄弧時(shí)間為10 ms，保護(hù)響應(yīng)時(shí)間為30 ms，因此，饋線開(kāi)關(guān)可設(shè)置0 s延時(shí)保護(hù)跳閘，在100 ms內(nèi)切除故障。雖然在饋線分支開(kāi)關(guān)或用戶開(kāi)關(guān)配置熔斷器，能夠更快切除故障，但是，熔斷器需要人工操作恢復(fù)，處理瞬時(shí)性故障的難度很大。如果適當(dāng)考慮時(shí)間差的問(wèn)題，變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)繼續(xù)保留250～300 ms的級(jí)差。為變電站出線開(kāi)關(guān)設(shè)置200～250 ms延時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)兩級(jí)級(jí)差保護(hù)配合。

隨著永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)和無(wú)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的日趨完善，三級(jí)級(jí)差保護(hù)配合可以極大地縮短保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)分閘時(shí)間可達(dá)到10 ms，無(wú)觸點(diǎn)電子式分合閘可小于1 ms。鑒于這兩項(xiàng)技術(shù)的支持，斷路器能在30 ms時(shí)間內(nèi)迅速切除故障。如果饋線開(kāi)關(guān)設(shè)置動(dòng)作時(shí)間為0 s，則發(fā)生故障后，相關(guān)斷路器可在30 ms內(nèi)迅速切除故障。在適當(dāng)考慮時(shí)間差的情況下，在變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)繼續(xù)保留200～250 ms時(shí)間級(jí)差，為上一級(jí)饋線開(kāi)關(guān)設(shè)置100～150 ms延時(shí)時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)三級(jí)級(jí)差保護(hù)配合。

2 多級(jí)級(jí)差保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的故障處理

2.1 多級(jí)級(jí)差保護(hù)配置原則

為了實(shí)現(xiàn)兩級(jí)級(jí)差保護(hù)，在選取線路開(kāi)關(guān)和配置保護(hù)方面，必須遵循的基本原則是：①主干饋線開(kāi)關(guān)通常選用負(fù)荷開(kāi)關(guān)，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；②用戶開(kāi)關(guān)和分支開(kāi)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求比較高，一般負(fù)荷開(kāi)關(guān)難以滿足要求，所以，應(yīng)采用斷路器，并將其保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間設(shè)定為0 s；③變電站出線開(kāi)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求也比較高，所以，也應(yīng)采用斷路器，并把保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間設(shè)定為200～250 ms。

采用兩級(jí)級(jí)差或三級(jí)級(jí)差保護(hù)配合具有以下優(yōu)點(diǎn)：①分支或用戶發(fā)生故障后，相應(yīng)斷路器立即跳閘切除故障。如果變電站出線斷路器不跳閘，就不會(huì)造成全線停電。②避免出現(xiàn)開(kāi)關(guān)多級(jí)跳閘或越級(jí)跳閘的問(wèn)題，簡(jiǎn)化故障處理，操作開(kāi)關(guān)數(shù)少，恢復(fù)故障時(shí)間短。③主干線可以采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)，不必采用斷路器，降低工程造價(jià)。

2.2 故障處理

以兩級(jí)級(jí)差保護(hù)為例，介紹多級(jí)級(jí)差保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的故障處理方法。主干線線路類型存在差異，具體故障處理措施如下。

2.2.1 主干線為全架空饋線的故障

當(dāng)饋線故障發(fā)生后，變電站出線斷路器跳閘切除故障。經(jīng)過(guò)0.5 s延時(shí)，如果斷路器自動(dòng)重合，則為瞬時(shí)性故障；如果斷路器不能自動(dòng)重合，則為永久性故障。主站根據(jù)收到的故障信息判斷故障位置，將瞬時(shí)性故障信息存入瞬時(shí)性故障處理記錄中。對(duì)于永久性故障，遙控故障位置附近的開(kāi)關(guān)分閘來(lái)隔離故障，同時(shí)，遙控變電站出線斷路器和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行合閘，恢復(fù)非故障區(qū)域供電，并將故障信息存入永久性故障處理記錄中。

2.2.2 主干線為全電纜饋線的故障

通常情況下，這類故障是永久性的，發(fā)生故障后，變電站出線斷路器立即跳閘切除故障。主站根據(jù)收集到的故障信息判斷故障位置，遙控故障區(qū)位置附近開(kāi)關(guān)分閘隔離故障，同時(shí)，遙控變電站出線斷路器和環(huán)網(wǎng)柜聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行合閘，恢復(fù)非故障區(qū)域供電，并將故障信息存入永久性故障處理記錄中。

2.2.3 分支線路或用戶處發(fā)生的故障

發(fā)生故障后，斷路器立即跳閘切除故障。如果跳閘斷路器所帶支線為架空線路，經(jīng)過(guò)0.5 s延時(shí)后，斷路器自動(dòng)重合。如果發(fā)生的是瞬時(shí)性故障，斷路器可以自動(dòng)重合；如果發(fā)生的是永久性故障，斷路器則難以自動(dòng)重合。電纜線路的上級(jí)斷路器出現(xiàn)跳閘的情況，則發(fā)生永久性故障，斷路器不會(huì)自動(dòng)重合。

3 電壓時(shí)間型饋線與兩級(jí)級(jí)差保護(hù)的配合

電壓時(shí)間型饋線工作的基本原理是：電壓時(shí)間型分段器與重合器相互配合，切除隔離出現(xiàn)故障的線路。這項(xiàng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)很多，但也存在一定缺點(diǎn)——線路的任何位置發(fā)生故障都會(huì)造成斷路器跳閘，導(dǎo)致大面積停電。如果這一技術(shù)與兩級(jí)級(jí)差保護(hù)配合使用，就可以解決停電范圍過(guò)大的問(wèn)題。針對(duì)這種情況，具體的處理方法是，將重合器時(shí)間設(shè)定為200～250 ms，將其作為變電站出口開(kāi)關(guān)；將電壓時(shí)間型分段器作為饋線開(kāi)關(guān)，用戶分支開(kāi)關(guān)使用斷路器，設(shè)定動(dòng)作延時(shí)為0 s，并配置延時(shí)時(shí)間為0.5 s的一次快速重合閘。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，配電網(wǎng)建設(shè)的首要工作就是要正確處理配電網(wǎng)繼電保護(hù)中發(fā)生的故障，及時(shí)采取有效的技術(shù)或措施解決故障。只有這樣，才能保證繼電保護(hù)有效工作，推動(dòng)配電網(wǎng)更加安全、有序、高效地運(yùn)行，促進(jìn)電力企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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〔編輯：白潔〕