摘要：文章主要结合笔者工作实践经验，分析了配电原则、多级保护的可行性及实施策略,进而推动继电保护和配电自动化服务水平的提升。
关键词：继电保护；配电自动化；故障处理
1配电自动化和继电保护概述
1.1配电自动化
配电自动化(DA)是集计算机、数据传输和控制技术为一体的信息管理系统,利用先进的设备,通过网络监控配网的实时运行,掌握网络运行情况,在未发生故障时及时消除隐患,在发生故障后将故障段隔离,避免整个配电网的瘫痪。同时,配电自动化也实现了电网状态、设备和开关等方面的管理,提高了配电方案的可行性,保障了配网供电的可靠性。
1.2继电保护
在运行实践中,有触点的继电器能够较好地保护电力系统和电力设备,我们将这种保护装置叫作继电保护。继电保护主要根据以下原理实现保障功能:电流增大,即电线路上的电流大大超过负荷电流;电压降低,发生故障时,各点之间的电压降低,越靠近短路点的电压越低;测量阻抗发生变化,正常情况下的测量阻抗为负荷阻抗,发生短路时测量阻抗变为线路阻抗。另外,为了满足继电保护装置功能的要求,必须保证它的选择性、速动性、灵敏性和可靠性。选择性,指当电力系统发生故障时,继电保护要求故障设备从电力系统中切除,如果发生拒动,应由相邻设备或线路的保护将故障切除。速动性,指继电设备应反应迅速,快速切除故障,避免设备在大电流、低电压的环境中运行,降低设备被损坏的程度,提高系统的稳定性。灵敏性,指电气设备或线路发生故障时要保障其反应能力,无论其短路点的位置、类型或是否有过渡电阻,继电保护都能够正确做出反应。可靠性是对继电保护的根本要求,要严格做好继电保护措施的监管,不可随意误动,以免发生严重危害。
2继电保护和配电自动化的故障处理原则
2.1可靠性原则
首先要保证配电网的质量,线路要清晰,不能有短路。在保证总体网线服务质量的前提下,为各系统的配合提供平台,以主干线带动支线的协调发展,保证主干线的运行质量,提升供电的可靠性。只有减少了配电网错误的出现,才能够提高供电的可靠性;只有认真对待细小的问题,才能够在遇到大问题时一步一步完成维修,以局部带动整体,提高整体维修水平。
2.2保证供电能力的原则
一方面,要提高电路的清晰度,做好短路现象的预警和维修工作。在有征兆时要做好应急处理准备,增加检查次数,采取措施避免配电线路被破坏。要加强老化配电线路的维修工作和电路保护工作,保证供电能力。最后,在面对跳闸问题时,要认真分析跳闸的原因,加强对保险丝的保护,检查配电线路最大工作时间,避免因配电线路过热而被烧坏。
2.3经济运行的原则
快速解决问题能够降低维修费用,符合电网发展经济高效发展的原则。在电路的使用过程中,要适当加大经济投入,应更多地利用技术降低维修费用。要提高线路的整体维修能力,增加电路的连接线路,减少成本,提高电路的服务水平;减少电路的服务次数,能够保障电网的使用时长,减少维修经费,提高经济效率。
3配电网的多级保护配合
3.1基本原理
对于供电半径较长、分段数较少的农村配电线路,发生故障时,故障位置上游的分段开关处的短路电流差异明显。针对这种情况,可以采用三段式实现保护配合,有选择性地切除故障。
对于供电半径较短的开环城市配短线路或农村配短线路,发生故障时,故障位置上游各个分段开关处的电流差异不明显,电流定值的设置较为困难,仅能依靠保护动作延时时间级差有选择性地切除故障。
3.2多级级差配合的可行性
多级级差的配合是指通过对变电站10kV出现开关和10kV馈线开关分别设置保护动作实现保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了减少短路电流的冲击力,变电站的变压器低压侧开关的过流保护动作时间最小仅设置为0.5s,在此时间内设置多级级差保护的延时配合措施。
目前,馈线断路器开关的机械动作时间为30～40ms,熄弧时间为10ms左右,保护的固有响应时间为30ms左右。针对这些时间差,应该设置为100ms内迅速切断故障电流。在馈线分值开关中设置过流脱扣断路器或熔断器,励磁涌流较小,应适当加大脱扣动作的电流阈值,以躲避励磁涌流,减少延时时间。脱扣动作能够降低故障切除时间,但其分支线需要使用人工恢复,不利于故障处理,不建议使用。在时间方面,变电站10kV出线开关的保护动作延时时间可以为200～250ms,与变电站变压器低侧开关有一定的时差,能够实现两级级差的保护。
3.3三级级差的保护配合
随着科学技术的发展,开关技术也在不断提升,其中永磁操动机构和无触点驱动技术极大地缩短了保护动作时间。永磁操动机构的分闸时间可以达到10ms左右,无触点电子驱动分合闸的合闸时间可以达到1ms。快速保护断路器能够实现30ms切除电流,如果考虑时间的宽裕性,可以为上一级馈线开关设置为100～150ms的保护动作延时时间,变电站10kV出线开关设置250～300ms的保护动作延时时间,变电站变压器低压侧开关保留200～250ms的级差,从而实现三级保护。
4多级级差保护和集中故障处理的协调配合
4.1两级级差保护的配置原则
两级级差的保护配合中,主干馈线开关采用负荷开关;用户开关采用断路器,保护动作延时时间设定为0s;变电站出线开关选用断路器,保护动作设为200～250ms。两级级差保护配置有以下优点:当分支或用户发生故障后,分支或用户断路器首先跳闸,变电站出现开关不跳闸,这样就不会造成全部停电,避免了全负荷开关馈线故障导致全部或多数停电的问题;故障出现后不会出现多级或越级跳闸,故障点的范围较小,处理简单,恢复时间短,避免了全断路器开关馈线不足的问题;成本较低,符合经济性的要求。
4.2两级级差保护下的集中故障处理策略
如果主干线为全架空馈线,处理步骤为:①变电站出现短路器跳闸切断故障电流;②在0.5s的延时后,变电站的出线断路器重合,若重合成功则为瞬时性故障,若失败则为永久性故障;③根据配电端上报的数据判断故障区域;④若为瞬时性故障则记录在案,若为永久性故障则隔离故障区,恢复其他区域供电,做好故障记录。
若主干线为全电缆馈线,则集中故障处理步骤为:①馈线发生故障即为永久性故障,需要变电站出现断路器切断故障电流;②主站根据上报的故障信息判断故障区域;③遥控故障区域周边开关,隔离故障区域,遥控相应变电站出现断路器开关合闸恢复区域供电。
若在分支或用户处发生故障,处理步骤为:①分支的断路器或用户断路器跳闸切断电流;②若支线为架空线路,若快速重合闸控制开放,0.5s延时后重合则为瞬时性故障,若重合失败则为永久性故障。
4.3三级级差保护的配置原则
（1）变电站10kV、馈线分支开关和用户开关组成的三级级差保护。
（2）变电站10kV出线开关、某个馈线分段开关和馈线分值开关组成三级级差保护。
（3）变电站10kV出线开关、环网柜出线开关和某一集环网柜的金线开关组成的三级级差保护。
4.4多级级差保护与电压时间型馈线自动化配合
该技术以重合器和电压时间型分段器为基础,两者配合隔离故障区域,恢复供电。在发生故障时,单纯的电压时间型馈线自动化技术会导致全线停电或断路器跳闸。多级级差保护与电压时间型馈线自动化技术主要在变电站出现开关处采用重合器,延时时间为200～250ms,电压时间型分段器为主干馈线开关,分支或用户采用断路器,一旦发生故障,处理步骤与常规电压时间型馈线技术处理的方法相同,但是它对线路不会造成全线断路或者跳闸。
参考文献:
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[2]李杰,王华飞,孙宝来.配电看门狗功能、原理、结构及应用[J].唐山学院学报,2009,22(6):90-93.
论文作者:王鹤群,刘伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/17
标签：故障论文; 级差论文; 变电站论文; 断路器论文; 时间论文; 电流论文; 馈线论文; 《电力设备》2018年第26期论文;