淺議配網(wǎng)供電系統(tǒng)繼保整定若干問(wèn)題及其處理

陳靜璇

淺議配網(wǎng)供電系統(tǒng)繼保整定若干問(wèn)題及其處理

陳靜璇

（福建省電力有限公司泉州供電公司 福建泉州 362000）

隨著科技時(shí)代的到來(lái)，人民生活質(zhì)量的提高，電能已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一個(gè)重要組成部分。各行各業(yè)對(duì)于電力的依賴(lài)性都很強(qiáng)，那么一旦電網(wǎng)供電出現(xiàn)問(wèn)題將導(dǎo)致一系列社會(huì)問(wèn)題的產(chǎn)生。本文針對(duì)影響配網(wǎng)供電系統(tǒng)安全運(yùn)行的因素，做出合理有效的應(yīng)對(duì)方案，極大保障供電系統(tǒng)安全順利的運(yùn)行。

配電線(xiàn)路；繼電保護(hù)器；應(yīng)對(duì)措施

1 引言

隨著科學(xué)經(jīng)濟(jì)水平的提升，商業(yè)時(shí)代對(duì)于電能的需求也在穩(wěn)步提升，所以用電負(fù)荷也在不斷的變化。電力系統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)大力調(diào)整之后，得到了改善卻也比以前更加復(fù)雜。城市配電系統(tǒng)以在短路、接地的狀況下，快速有效、有選擇性的清除故障為主要目標(biāo)，提高對(duì)城市配電系統(tǒng)的保護(hù)功能，保證配電系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。在對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行選擇的時(shí)候，主要要求有以下四點(diǎn)：可靠性、靈敏性、速凍性、選擇性。

2 電流保護(hù)

單側(cè)電源和輻射性配電網(wǎng)是現(xiàn)在我國(guó)中低壓配電網(wǎng)中較為常見(jiàn)的配電模式，在對(duì)配電線(xiàn)路保護(hù)上主要使用通過(guò)電流、三相一次重合閘及切斷電流，過(guò)電流保護(hù)主要分為三層。饋線(xiàn)保護(hù)裝設(shè)在變電站內(nèi)靠近母線(xiàn)的饋線(xiàn)斷路器處，一般配置傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)，即：瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)和定時(shí)限電流速斷保護(hù)。其中瞬時(shí)電流速斷保護(hù)通過(guò)躲過(guò)線(xiàn)路末端的故障產(chǎn)生的最大三相短路電流的方法整定，不能保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)；過(guò)電流保護(hù)按照躲線(xiàn)路最大負(fù)荷電流并與相鄰線(xiàn)路的過(guò)電流保護(hù)配合的方法整定，作相鄰線(xiàn)路保護(hù)的遠(yuǎn)后備，能夠保護(hù)相鄰線(xiàn)路的全長(zhǎng)；定時(shí)限電流速斷保護(hù)按照線(xiàn)路末端故障有靈敏度并與相鄰線(xiàn)路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)配合的方法整定，能夠保護(hù)本線(xiàn)路全長(zhǎng)。

另外，對(duì)非全電纜線(xiàn)路，配置三相一次重合閘，保證在饋線(xiàn)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，快速恢復(fù)供電。對(duì)于不存在與相鄰線(xiàn)路配合問(wèn)題的終端線(xiàn)路，為簡(jiǎn)化保護(hù)配置，一般采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)加過(guò)電流保護(hù)組成的二段式保護(hù)，再配以三相一次重合閘（前加速）的保護(hù)方式，其中電流速斷保護(hù)按照線(xiàn)路末端故障有靈敏度的方法整定，能夠保護(hù)全線(xiàn)。下面主要介紹三種電流整定的計(jì)算方法。

（1）躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定：按要求躲過(guò)線(xiàn)路中的最大負(fù)電流時(shí)，要注意負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù)、繼電器返回系數(shù)和保護(hù)可靠系數(shù)。運(yùn)用公式KZ=KK×Izp/Kf，其中KZ為綜合系數(shù)（為計(jì)算方便，講自啟動(dòng)系數(shù)、繼電器返回系數(shù)和保護(hù)可運(yùn)行系數(shù)并合為綜合系數(shù)），KK為可靠系數(shù)，取1.1～1.2；Izp為負(fù)荷自動(dòng)系數(shù)，取1～3；Kf為返回系數(shù)。取0.85。微機(jī)保護(hù)可以根據(jù)以上參數(shù)來(lái)獲得，電流過(guò)量的定制由以上公式演化而來(lái)：Idz1=KZ×Ifhmax，其中Idz1為一次過(guò)流值，KZ為綜合系數(shù)取值在1.7～5之間，負(fù)荷電流較小時(shí)取較大系數(shù)，負(fù)荷電流較大時(shí)取較小系數(shù)，Ifhmax為最大負(fù)荷電流，在具體計(jì)算時(shí)采取設(shè)備最大負(fù)荷電流即可。

（2）躲過(guò)勵(lì)磁涌流整定：配電線(xiàn)路負(fù)荷具有分散性功能，導(dǎo)致線(xiàn)路比同容量的單臺(tái)變壓器的勵(lì)磁涌流要小。但是因?yàn)樽儔浩鞯膭?lì)磁涌流總在電路額定電流的5倍左右，在重合閘關(guān)鍵的電流交換位置，線(xiàn)路要避過(guò)勵(lì)磁涌流，并且在實(shí)際計(jì)算中，系數(shù)可適當(dāng)?shù)目s小。公式：Idz1=KK×Kcl×Sez/（×Ue），其中Kcl為涌流系數(shù)取值1～5的范圍內(nèi)，變壓器總?cè)萘枯^大或較小都取最大值；Sez為線(xiàn)路配置變量總?cè)萘?；Ue為線(xiàn)路額定電壓取值為10kV。

（3）校驗(yàn)靈敏度：遠(yuǎn)后備靈敏度可選擇最末段的較小配變二次側(cè)事故，靈敏度取值大于或等于1.2；近后備取決最小運(yùn)行方式下線(xiàn)路末端事故故障，靈敏度取值大于或者等于1.5。公式：Km1=Iidmin1/Idzl≥1.25，Km2=Iidmin2/Idzl≥1.2，其中，Iidmin1為線(xiàn)路最末端最小短路電流，Iidmin2為第二次；Idzl是過(guò)流整定值。

3 基于重合閘、熔斷器、分?jǐn)嗥鞯茸詣?dòng)化電器的饋線(xiàn)保護(hù)

（1）斷路器的電流型饋線(xiàn)保護(hù)如果騷動(dòng)，將導(dǎo)致整條饋線(xiàn)斷電。所以，為了故障區(qū)段能夠自動(dòng)隔離，并且快速的恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)段的供電，配電網(wǎng)經(jīng)常會(huì)采用基于重合器、熔斷器、分?jǐn)嗥鞯茸詣?dòng)化電器組成的饋線(xiàn)保護(hù)?？赡芨髟g的配合受到破壞可能是因?yàn)镈G的引入，導(dǎo)致供電可靠性和供電質(zhì)量受到影響。饋線(xiàn)的自動(dòng)化保護(hù)方案，通過(guò)重合器在線(xiàn)路故障時(shí)的重合功能，分?jǐn)嗥鞯挠洃浌δ苡涗浿睾掀鞣珠l次數(shù)，且達(dá)到預(yù)先整定動(dòng)作次數(shù)之后分閘狀態(tài)會(huì)自動(dòng)分閘并閉鎖，隔離線(xiàn)路故障區(qū)段。其中很容易導(dǎo)致重合器誤動(dòng)、相鄰線(xiàn)路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng)、分?jǐn)嗥饔?jì)數(shù)不正確的問(wèn)題出現(xiàn)。

配電線(xiàn)路一般采取的三項(xiàng)一次唱合閘都是后加速的，安裝于末級(jí)保護(hù)上，因此不需要與其他保護(hù)配合。為了提高重合閘對(duì)電流通過(guò)的成功效率，所以重合閘一般采用通過(guò)的時(shí)間為2s。重合閘通過(guò)負(fù)荷的成功幾率及縮短重合停電時(shí)間是影響重合閘使用戶(hù)負(fù)荷的主要因素。在實(shí)踐中，重合閘的時(shí)間從0.8s延長(zhǎng)至2.0s，可以使成功效率提高20%多。

（2）重合器與熔斷器配合的饋線(xiàn)自動(dòng)化保護(hù)方案，主要是因?yàn)橹睾掀髂軌蚓哂兄睾瞎δ?，而且具有開(kāi)斷特性兼雙時(shí)性的優(yōu)勢(shì)，熔斷器在線(xiàn)路中出現(xiàn)不通過(guò)大電流的情況下，電流流過(guò)熔體或熔絲因?yàn)闊崃慨a(chǎn)生會(huì)將熔體或熔絲熔斷，從而實(shí)現(xiàn)隔離線(xiàn)路故障區(qū)段，并且熔斷器通常安裝在配電變壓器的高壓側(cè)或線(xiàn)路末端及線(xiàn)路分支處。其中很容易造成重合器誤動(dòng)或相鄰線(xiàn)路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng)、重合失敗或非同期合閘、重合器與熔斷器之間的配合破壞。

對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響主要表現(xiàn)在勵(lì)磁涌流值大小和變壓器容量。變壓器涌流最大值一般可以達(dá)到額定電流的7倍左右，并且變壓器容量越小勵(lì)磁涌流倍數(shù)越大。二段式電流保護(hù)中因?yàn)殡娐匪贁啾Ｗo(hù)要兼顧保持靈敏度，所以動(dòng)作電流值一般都是取最小值，尤其是在長(zhǎng)線(xiàn)路或者是系統(tǒng)阻抗大時(shí)，這個(gè)現(xiàn)象最明顯。配電線(xiàn)路里面裝有大量的配電變壓器，因此在這些線(xiàn)路投入到使用時(shí)，配電變壓器接在線(xiàn)路上，合閘的那一刻，系統(tǒng)阻抗會(huì)變小，時(shí)間的常數(shù)會(huì)變大，同時(shí)還會(huì)有較大量的涌流。勵(lì)磁涌流值極度有可能會(huì)大于裝置整定值，導(dǎo)致保護(hù)技能誤動(dòng)。

4 改進(jìn)措施

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要有單電源輻射型結(jié)構(gòu)、手拉手供電結(jié)構(gòu)、地方小電源并網(wǎng)連接的雙電源結(jié)構(gòu)以及可重構(gòu)的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。下面是針對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，作出具有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施。

4.1 設(shè)置階段式電流保護(hù)

在配電系統(tǒng)中，單電源結(jié)構(gòu)、手拉手結(jié)構(gòu)、重構(gòu)結(jié)構(gòu)，目前對(duì)于繼電保護(hù)依然處于二段或者三段式時(shí)限配合電壓閉鎖時(shí)的電流保護(hù)等。階段式的電流保護(hù)如：電壓閉鎖、距離和時(shí)限配合，這區(qū)間發(fā)生故障則要經(jīng)過(guò)0.4s左右或者是通過(guò)延長(zhǎng)時(shí)間才能切除。其選擇性主要是通過(guò)定制和時(shí)限的配合來(lái)獲取。階段式電流保護(hù)還有靈敏度低、整定計(jì)算過(guò)程太過(guò)復(fù)雜、動(dòng)作性在電網(wǎng)運(yùn)行方式上不靈便的問(wèn)題。不過(guò)目前，線(xiàn)路兩端都裝設(shè)階段式的方向電流保護(hù)、方向電壓閉鎖電流保護(hù)或者帶方向的距離保護(hù)，主要是對(duì)于繼電保護(hù)的配置的一種模式。

4.2 縮小保護(hù)區(qū)

在電網(wǎng)改造之后，配網(wǎng)與電源間的電氣距離會(huì)變小，系統(tǒng)的短路容量會(huì)增加加大短路的危害性，因此，為了避免嚴(yán)重的后果不可延時(shí)切除故障。另外，因?yàn)榕渚W(wǎng)改造所致供電半徑與供電線(xiàn)路長(zhǎng)度縮小，線(xiàn)路兩端在短路時(shí)短路電流的差距縮小。所以，要通過(guò)躲過(guò)末端短路最大電流整定的無(wú)時(shí)限電流保護(hù)速斷保護(hù)1段保護(hù)區(qū)或者沒(méi)有保護(hù)區(qū)來(lái)保護(hù)電網(wǎng)安全。而顯示電流速斷保護(hù)2段需要與另一端線(xiàn)路1段配合在一起，它們之間的定值因?yàn)殡y以確定，所以會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)路大部分區(qū)段故障要經(jīng)過(guò)0.4s或者更長(zhǎng)時(shí)間才可以進(jìn)行切除。

4.3 更新繼電保護(hù)裝置及技術(shù)

綜合配電系統(tǒng)，優(yōu)先考慮腫臉比較方式來(lái)加快繼電保護(hù)的動(dòng)作速度是一個(gè)明智的選擇。因?yàn)榭紤]當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，在未來(lái)電流差動(dòng)保護(hù)價(jià)格大幅度下降之后，依然可以考慮使用電流差動(dòng)保護(hù)。由于配電系統(tǒng)的發(fā)展和更新，給繼電保護(hù)解決了許多技術(shù)上的問(wèn)題，同樣的也帶來(lái)了許多新的問(wèn)題，制定了更加嚴(yán)格的要求。由于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置與配置方式難以滿(mǎn)足現(xiàn)在電網(wǎng)的需要，電網(wǎng)系統(tǒng)需要對(duì)配電性能更加優(yōu)越的繼電保護(hù)裝置。另外，因?yàn)楝F(xiàn)代各種通信技術(shù)在逐步成熟，設(shè)備大幅度降價(jià)，所以在研制或者組成性能更加優(yōu)秀的中低壓系統(tǒng)繼電保護(hù)已經(jīng)不再是阻礙電網(wǎng)保護(hù)裝置的重要因素。大力推廣中低壓電網(wǎng)在無(wú)延時(shí)的快速保護(hù)是有關(guān)部門(mén)在配置保護(hù)宣傳的重要措施。在配網(wǎng)供電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)備和管理手段可以有效的解決運(yùn)行故障，提高運(yùn)行效率。在科技不斷發(fā)展的今天，企業(yè)在不斷管理和不斷地進(jìn)行優(yōu)化，供電系統(tǒng)也在得到不斷的優(yōu)化，提高供電系統(tǒng)在實(shí)際生活中的運(yùn)行效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文主要通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)工作的開(kāi)展過(guò)程詳細(xì)敘述，和針對(duì)有關(guān)問(wèn)題的相應(yīng)措施進(jìn)行闡述，總結(jié)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。以預(yù)防繼電保護(hù)裝置保障電器設(shè)備安全運(yùn)行，調(diào)整整定過(guò)程中線(xiàn)末不能兼顧靈敏度和躲負(fù)荷的問(wèn)題。保證配網(wǎng)安全可靠地運(yùn)行，保證線(xiàn)路末端的靈敏度，對(duì)于遠(yuǎn)后備靈敏度不夠的狀況加裝負(fù)荷裝置。同時(shí)，對(duì)繼電保護(hù)器在同行業(yè)或者是電氣設(shè)備或者是控制系統(tǒng)同樣有復(fù)效和整定的效果。

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1004-7344（2016）31-0133-02

2016-10-21