配电网多级继电保护配合的关键技术探讨

孙文慧

摘 要：在配电网发展过程中，供电的平稳性与安全性占据重要地位，但经过一次改造后，配电网设备用电负荷不匹配问题日渐显露，因此必须掌握配电网多级继电保护的关键技术，充分发挥多级继电保护的应有功效。文章简要概述了配电网多级继电保护的原则，并探讨了目前我国配电网多级继电保护中存在的问题和配电网多级继电保护配合的关键技术，以期能提高配电网运行平稳性，更好地满足社会用电需求的高速增长。

关键词：配电网；多级继电保护；关键技术；自动化

前言

通常情况而言，配电网停电多由配电设备或输电线路故障引起，而确保配电网多级继电保护之间配合的有效性可大大缩减停电范围，并且能够将故障设备和电路快速切除，最大限度降低设备或线路的受损情况，进而保证电网的经济效益。因此，在配电网运行中确保多级继电保护配合至关重要，电力系统必须采取有效措施深入研究并发展这项关键技术。

1 配电网多级继电保护原则

为了确保配电网多级继电保护的有效性，配电网多级继电保护必须遵循以下原则：（1）在《继电保护和安全自动装置技术规程》和《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》等章程中明确规定了故障无需快速切除的要求，只要符合上述要求，变电站可将出线断路器中瞬时速断保护转换为延时速断保护；（2）断路器采用弹簧储能机构，则可将延时时间级差设置为0.22～0.31s，而配备永磁操动机构的级差则设置为0.16～0.21s；（3）在变电站出线断路器中必须配置瞬时速断保护装置，同时馈线（除去出线断路器瞬时保护外）可设置电流保护，以此在延长时间级差的情况下，实现过电流（两至三级）保护的有效配合；（4）在两级级差配合的电流保护情况下，如故障多发，修复时间较长且具备配合条件，则可在分支线路上安装断路器，延时时间以0s为宜，而在三级级差配合的电流保护情况下，如故障多发，修复时间较长且具备配合条件，则在分支、次分支或用户路线上安装断路器。

2 目前我国配电网多级继电保护中存在的问题

2.1 配电网改造设计存在不合理现象

配电网改造后，其中的多分段和多联络接线等方式能够提高配电网运行方式的灵活性，但是由于设计等因素，配电网在改造后不能实现多级配合，对多级保护的选择性和可靠性产生不良影响。

2.2 配电网多级继电保护装置自身存在缺陷

现阶段，市场上的多级继电保护装置软硬件存在诸多质量问题，而配电网升级改造后对多级继电保护装置的质量和性能要求提高，将这些设备应用于改造后的配电网，必然会给配电网的正常运行带诸多隐患。

2.3 配电网多级继电保护核算整定管理制度不完善

现阶段，由于我国配电网改扩建工程发展迅速，继电保护核算整定工作出现明显的滞后现象，同时地方供电公司管理工作存在缺失，导致配备的装置不匹配，并且由于整定核算人员失误造成的各级保护定值不准确，从而导致越级跳闸，严重时会降低设备绝缘性能并扩大停电范围。

3 配电网多级继电保护配合的关键技术

3.1 三段式过流保护配合技术

近年来，我国科学技术发展成果显著，尤其在电力系统发展中，各项科学技术的引进为电力系统的安全平稳运行提供有效保障。在配电网改扩建工程中，技术的创新为多级继电保护配合关键技术的发展奠定了坚实的基础。其中三段式过流保护技术以差异化定值为基础，取得了明显的发展成效，技术基本成型。该项技术可忽略上下级之间的搭配关系，仅确保动作时限上配合的有效性即可。同时该项技术可快速识别线路实际情况，通过对两相短路和三相短路的准确界定，对故障进行有效定位，以此保证了配电网多级继电保护配合的合理性。例如在10kV配电网多分段开关过流保护中，其过流保护配合策略的制定以三段式过流保护配合技术为依据，形成多套保护定值模式。该10kV线路全长为21公里，属于手拉手线路，由于线路干线较长，开关设置较多，无论运行方式如何变化，其保护定值仅有一套，在运行过程中容易受到外力影响跳闸，并且越级跳闸十分严重。针对上述情况，以三段式过流保护配合技术为基础，相关部门制定了开关过流保护配合新策略：每台开关均配置多套定值策略，其中运行方式发生变化时，线路柱上开关的定值也随即转换至保护定值区，并且借助配电网自动化发展趋势，可将多定套保护定值下载至远程遥控终端之中，如果线路运行方式发生变化则保护定值可实现自动转换，以确保定值转换的准确性。

3.2 多级级差保护配合技术

该技术主要根据变电站10kV出线开关和馈线开关两种不同形式配置相应的保护措施，让保护效果得到延迟，在有效排除故障的同时，起到了良好的保护作用。就一般情况而言，多级级差保护配合技术将保护时限设置为1～1.5s，以此降低短路电流对整个配电系统造成的不良影响，保证配电网中多级继电保护工作的正常开展。此外多级级差保护配合技术通常分为两级级差保护配合技术和三级级差保护配合技术，前者主要针对馈线断路器开关，将其设置为35～45ms左右，弧度时间以8～12ms为宜，该技术方式可快速切断故障，但是必须以手动操作的方式完成，很难在瞬时性故障维修中利用。如果增加出线开关，变电站变压器能够预留240～260ms的级差，从而提高多级继电保护配合技术水平；后者主要利用无触点驱动技术，实现短时间内保护整个配电网多级继电，其中在10ms内便可准确识别事故原因，并且支持变电站设置200ms左右的保护动作延迟时间，可起到显著的保护作用。例如在某配电网模式中，出现两相短路故障时，可根据配电网实际情况，对变电站出线断路器和次干线断路器进行结合操作，在此基础上利用多级级差保护技术实现延迟保护，并将变电站断路器和次干线断路器的时间均设置为0s。

4 结束语

综上所述，随着经济发展和社会进步，对配电网运行质量要求日渐提升，国家新一轮配电网改造工程正在全面开展，电力系统必须重视配电网多级继电保护配合关键技术的研究与发展，通过实践经验分析及技术探讨找出技术优化的合理方案，以此提升配电网运行的安全性和有效性，为用户提供可靠且安全的供电服务。

参考文献

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