配电网多级保护技术及其应用分析

配电网多级保护技术及其应用分析

陈由翔

福州市供电服务有限公司 福建福州 350007

摘要：现如今，伴随经济的飞速进步，人们更加需要使用电力，对其的需求正逐渐增加，通过电力系统，应当能够进行持续供电，结合供电的稳定性，可以进一步体现电企的供电水平，除了与企业效益息息相关，更为关键的是，能够直接决定用电的安全与可靠。通常情况下，存在很多的因素，能对供电的稳定性造成影响，尤其是停电这一因素，而对于停电而言，往往属于故障与计划检修。引发用户停电的因素也有很多，其中配电网因素较为突出，面对这样的情况，应当大力推广以下的技术，一是继电保护，另一项就是配电网自动化，对于这两种技术来讲，既存在优点，也有着缺点，基于此，应当对两者进行有机的结合，以推动供电的安全以及可靠。

关键词：配电网；多级保护；暂态接地保护；电流整定

引言：提升故障处理水平，有助于促使供电更加可靠、更加稳定，可为建设专业程度更高的配电网，提供强有力的保障。现如今，对于过电流保护来讲，无论是整定还是配置，都有着一些不科学的地方，以保护动作来分析，其选择性不理想，在支线以及系统等出现故障时，往往会形成越级跳闸的情况，从而致使全线路停电。针对接地故障，无论是对其的选线，还是故障区域的隔离，都未得到妥善的处理，往往采用人工拉路的方式，来对故障进行处理，在此基础上，会致使用户短时停电；对于接地点，在其长时间运转的情况下，往往会导致大范围的停电，有时由于出现坠地导线，从而会致使人体触电，甚至会引发火灾事故。在有关的配电网技术导则下，对以往的做法进行了转变，也就是基于接地故障，不间断运行两个小时，要求这一故障选线选段，在较短时间内，对故障区域进行隔离，基于这样的要求，促进了接地故障处理更大的进步。

1.基本原理

当对保护方式进行选取时，应当充分根据配电线路特征来进一步开展，通常情况下，配电线路有着一系列的特征，比如分段数较少，基于此，当发生线路故障时，以不同分段开关来分析，有着不同的短路电流，而且差距是很大的，这个时候，应当实施多级保护配合方法，具体而言，就是基于极差以及电流定值，在两者间开展配合，从而能够在较短时间内，实现对故障线路的切除。而对于城市配电线路来讲，同样有着诸多的特征，比如开环运行，这一点同样体现于农村配电线路，换句话来讲，在农村配电线路中，也具备城市配电线路的特点，针对这两种线路，在发生故障的情况下，以电流数值来分析，两者之间所存在的差距并不是很大，要想有效开展保护，仅设置电流定值是难以实现的，正确的做法是：应当有效设置延时极差，除此之外，针对存在故障的线路，应当保持一定的选择性来开展切除。

2.多级保护装置以及整定方案

对于相间短路故障，应当实施三级电流保护，而对于系统以及支线的故障，通过两种开关来进行切除，也就是分界以及支线开关，借助断路器动作，对主线路故障进行切除，与此同时，由配电自动化主站，进一步来开展控制，在隔开故障区域的同时，也达到恢复供电的目的。在以往的变电站出线中，针对Ⅰ段保护，往往是根据极限短路电流来进行整定的，针对线路的整体长度而言，通过这样的整定方式，保护范围能够超过其五分之四，存在较大的越级跳闸情况，并且出现的几率也相对较大；把该段保护不运行，故障切除所需时间较长，对于大短路电流来讲，很大程度上会影响到主变的稳定以及安全，另一方面，由于电压的暂降，从而会引发一系列的问题，比如误操作，基于这样的情况，实施增加电流定值的手段，在此基础上，减小Ⅰ段保护范围，与此同时，有助于更好缓解危害，这一危害主要源于两个方面，一是短路大电流，二是电压暂降。对于Ⅰ段电流保护而言，其整定原则为：基于Ⅱ段电流保护，和其进行配合，当出现线路故障时，防止发生越级跳闸的情况，而对于Ⅱ段电流保护来讲，其整定原则为：在出现母线故障的情况下，能够保证跳闸的稳定以及可靠。

通常情况下，以电缆线路来分析，其长度相对较短，针对线路总的长度，Ⅰ段保护区有着很大的比例，比如实施三级保护方式，与降低越级跳闸的几率进行比较，通过设置架空线路，能够获取更为理想的保护效果，基于此，把该段保护退出运行，实施两级保护的方式，进一步来进行配合。对于环网柜出线以及系统，当两者出现故障时，通过开关动作，将故障进行切除；在主线路出现故障时，通过保护动作，将故障进行切除，由配电智能化系统，从而实现对故障区的隔离，对于瞬时性故障来讲，由于其所占的比例并不大，故而用不着设置重合闸。对于主变耐大电流，若其冲击能力不理想，或者对于别的线路，存在关键的负荷，而对于这些负荷，电压暂降有着一定的敏感性，面对这样的情况，应可以在较短时间内，实现对故障的切除，基于此，实施三级保护配合方式，对于这一模式来讲，与架空线路有着一定的相似性。为深入提升保护动作选择性，基于Ⅰ段电流保护，可以延长0.15秒的时间，达到和分界开关有效配合的目的，防止在出现系统故障的情况下，致使全线停电。

3.暂态接地保护技术及其运用

对于一些小电流接地系统来讲，往往需要对其接地方式进行转变，比如改成低阻接地，致使这一现象的因素有很多，尤其是以下这一点，也就是针对故障保护问题，长时间来未获得妥善的处理。现如今，小电流接地保护取得了不错的发展，其中暂态接地保护较为突出，基于这样的背景，为有效处理故障保护问题，提供了有利的条件。通常情况下，对于小电流接地故障来讲，其会形成一定的暂态电流幅值，相比之下，这一数值远远超过稳态值，与此同时，不会受到消弧线圈补偿的干扰，有着一系列突出的优势，比如选线灵敏度较为理想，而且有着较好的可靠性。以传统的首半波法来分析，由于当时的技术不够先进，使得效果差强人意。在进到本世纪之后，伴随数据收集以及处理技术的推广，促使暂态接地装置得以诞生，实现了实用化的目标。一般对于暂态选线方法而言，可以将其进一步分成两种，一是电流群体对比，二是无功功率的趋势，前者的选线依据为：针对零序电流而言，其有着最高的幅值，从流向上来分析，与健全线路是截然不同的。基于零序电流，在线路满足以下条件时，将其当作故障线路，也就是有着最高的电流幅值；从极性上来分析，与别的线路是相反的。另一方面，针对全部的电流极性，若出现相同的情况，则属于母线接地故障。

结论：总而言之，通过文章所述的多级保护方案，可以保持一定的选择性，对短路故障进行切除，避免出现越级跳闸的情况，降低故障停电的范围，有效提升稳定性；能够在较短的时间内，实现对接地故障的隔离，避免由于接地点长时间的运行，从而引发一系列的问题，比如大范围的停电、出现火灾事故等，另一方面，在只借助选线装置跳闸的情况下，往往会导致全线停电，而采用多级保护方案，能够有效防止这一问题。对于暂态方向选线而言，以下为其依据：基于无功功率，若由母线流向线路，则属于正方向，反之亦然，如果由线路流向母线，则属于反方向，前一种情况针对健全线路，后一种情况针对故障线路。通常情况下，对于暂态无功功率的获取，可以基于零序电流以及电压导数，将两者进行相乘，就能获取这一数值。

参考文献：

[1]刘伟生,王勇,吴斌.配电网多级保护技术及其应用[J].供用电,2020,37(04):58-64.

[2]赵彦,吴秋丽,徐丙垠. 小电流接地故障暂态方向多级保护的研究[D].山东理工大学,2019.

[3]刘奇,宫德峰.配电网多级继电保护配合的技术探讨[J].技术与市场,2018,25(09):142-143.