(清远阳山供电局、广东清远阳山)
摘要：山区配网架空线路由于多沿着山地架设，线路平均长度长，自动化配置和技术存在较多难点。本文从山区配网架空线路自动化开关动作可靠稳定、继保整定简单的实用原则出发，制定“二级级差”和“三级级差”两种自动化配置原则，形成以“电流”型线路级差保护为主、“电压”型保护为辅的自动化配置方案。本文还提出相应的保护定值整定要求、 10kV柱上断路器自动化成套设备功能及技术、通讯、电源等要求，形成一整套的山区配网架空线路的自动化技术方案，并开展现场实际应用，形成保护配置方案典型案例。
关键词：山区配网架空线路 自动化配置原则 自动化配置方案 设备功能
1 前言
阳山县位于广东省清远市中部，南岭山脉南麓，境内有广东第一高峰。山地约占全县总面积的90%，地形复杂，总体地形为南、北高峻，并以单斜山地不规则地由两端向腹地倾斜。因此，阳山境内的配网架空线路大多沿着山地架设，线路平均长度长，运行环境恶劣，故障查找难度大。配网自动化技术的应用可有效减少全线停电的次数，减少停电用户数，缩短故障查找范围和查找时间，有效提高供电可靠性。下面，我们探讨山区配网架空线路的自动化技术。
2 山区配网架空线路自动化配置原则
我国的山区10kV架空线路的结线方式主要以多分段单辐射和多分段单联络、双联络为主。因此，相应的自动化配置原则应坚持开关动作可靠稳定、继保整定简单的实用原则。通过自动化开关保护的分段和分时间的合理搭配，可实现自动化开关的可靠、准确动作，确保继保定制的整定简单实用。
变电站10kV开关的电流速断保护时间一般是0.2秒到0.3秒之间，根据实践经验，10kV架空线路的电流速断保护的时间差为0.15秒可形成可靠地时间级差保护。因此，我们将10kV架空线路的保护级差设为二级和三级，即变电站10kV开关的电流速断保护时间0.2秒的馈出架空线路分为二级级差保护，变电站10kV开关的电流速断保护时间0.3秒的馈出架空线路分为三级级差保护。
2.1 山区10kV架空线路的二级级差保护配置方案
（1）以“电流”型保护形成线路二分段为主，“电压”型保护为辅的自动化配置方案，形成两个明显“时间”级差的保护界面。
（2）所有支线和干线末端的断路器投入“电流”型保护，速断保护时间设置为0秒。如果支线断路器后端的线路较长，可配置断路器，投入“电压”型保护。形成“支线首端‘电流’型保护+支线后端多个‘电压’型保护”的保护搭配，这是线路保护的第二分段。
（3）变电站出线开关投入“电流”型保护，速断时间设置为0.2秒。干线上其它断路器投入“电压”型保护，形成“变电站开关‘电流’型保护+干线开关‘电压’型保护”的保护搭配，这是线路保护的第一分段。
图1 山区10kV架空线路的二级级差保护配置方案
2.2 山区10kV架空线路的三级级差保护配置方案
（1）以“电流”型保护形成三分段为主，“电压”型保护为辅的自动化技术原则，形成三个明显“时间”级差的保护界面。变电站开关的速断保护时间设置为0.3秒，第二段“电流”型保护速断保护时间设置为0.15秒，第三段“电流”型保护速断保护时间设置为0秒。
（2）干线和支线前端优先配置‘电流’型保护，形成三分段的‘电流’型时间级差保护，在第三段‘电流’型保护的后面再配置“电压”型保护，形成“变电站开关‘电流’型一段保护+干线（支线）开关‘电流’型二段保护+支线‘电流’型三段保护+支线后端“电压”型辅助保护”的技术搭配。
（3）所有支线和干线末端的断路器投入“电流”型保护，速断时间设置为0秒或0.15秒。
图2 山区10kV架空线路的三级级差保护配置方案
2.3 自动化配置方案其它要求
（1）所有架空线路自动化开关全部采用10kV柱上断路器自动化成套设备，同时具备“电流-时间”和“电压-时间”型保护功能。
（2）主干线总长度小于3千米，或整回线路装接中压用户少于5户（中压用户，以下类同）的，原则上不配置馈线自动化开关。
（3）对于支线长度较短或者装接用户较少的（支线长度小于3千米，运行环境复杂的可按1.5千米，或装接用户少于5户），可以根据实际情况不安装。
（4）联络开关按断路器进行配置，采用10kV柱上断路器自动化成套设备。联络点设置断路器柜以实现环网转供电和运行方式调整，远程遥控功能暂不使用。
（5）实施馈线自动化的10kV线路不再配置具备通信终端的故障指示器，可采用就地故障指示器指示本地故障信息。
（6）属公线专用的线路原则上不配置自动化设备。
（7）专变用户接入点后段没有投入‘电流’型保护自动化开关的，用户分界开关投入“电压”型保护，可使用负荷开关或具备“电压”型保护的断路器开关；用户接入点后段有投入‘电流’型保护的自动化开关的，用户分界开关投入“电流”型保护，使用断路器开关，速断保护时间设置为0秒。建议专变用户分界开关全部采用10kV柱上断路器自动化成套设备，同时具备“电流-时间”和“电压-时间”型保护功能，方便线路改造时，保护可以作出相应的调整。
4 定值整定要求
4.1 变电站10kV开关（一级级差保护）
变电站馈线断路器配置常规速断保护、带时限过流保护、零序保护、投入二次重合闸及重合闸闭锁，不投入零序保护。
4.2 二级级差保护
二级级差保护是指：110kV变电站馈出10kV架空线路的二分段断路器的保护设置。
（1）电流-时间型保护
过流I段：启动电流与变电站出线开关过流I段定值配合，且需可靠躲过本开关后段线路所接变电压的励磁涌流，动作延时0S-0.15S。
过流II段：启动电流取开关电流互感器的一次额定电流与开关后段线路1.1-1.2倍线路载流较小者进行整定。
保护上下级时间配合级差△T一般应按0.25S-0.3S选取，由于电网定值限额约束不能满足时，可按0.15S-0.2S选取。
（2）电压-时间型保护
投入二次重合闸及重合闸闭锁，得电合闸时间大于30S，失电分闸0.3S，合闸闭锁时间5S。
4.3 三级级差保护
三级级差保护是指：变电站馈出10kV架空线路的三分段断路器的保护设置。末级保护以电流-时间型整定为主，速断保护整定为0S。
4.4 联络开关断路器
投入测控功能，退出保护跳闸功能。
5 设备功能及技术要求
5.1 10kV柱上断路器自动化成套设备功能及技术要求
（1）开关本体配置三相电流互感器、独立零序电流互感器。
（2）控制单元配置带时限过流保护、零序保护功能。具备二次重合闸功能。零序保护功能不投入。
（3）控制单元配置无线通信模块。
（4）需具备“电压-时间”型保护。
5.2 通信要求
（1）10kV柱上开关自动化成套设备采用无线通信方式接入配网自动化主站。
（2）无线通信方式下，以上自动化设备根据远方遥控要求，在设备技术规范中增加无线加密要求。
5.3 电源要求
架空线路10kV柱上开关自动化成套设备采用单相PT电源，主干线按双侧PT、分支线按单侧PT进行配置。
6 典型配置案例
根据以上自动化配置方案，我们开展现场应用，详见下图。
图3 山区10kV架空线路的三级级差保护配置方案典型案例
10kV线路共形成“电流”型三级时间级差保护，可实现保护动作的准确动作，有效隔离故障；同时，在二级和三级级差保护的后段线路安装“电压型”保护，通过重合闸对故障进行更加准确的定位，可减少故障查找时间，提升抢修复电的效率。
作者简介
李星晖：1970-，男，广东阳山，工程师，长期从事电力设备管理、电力调度、电力继保和通讯等工作。
论文作者:李星晖
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/18
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