基于供电可靠性的配电网继电保护规划论文_谭志杰

(国网临汾供电公司 041000)

摘要:随着科技的发展,我国的工业、农业,以及生活用电越来越多,所以,为了能够更好的进行配电网继电保护规划这项工作,进而提出了配电网继电保护配置的原则来保障其规范化运行,并且根据多级三段式过流保护应该保持的最小间距和延长时间级差等对供电可靠性的配电网继电保护规划中的关键性技术展开论述,分别对在多个继电保护之间存在级联系关系或者是不存在级联系关系的情况下,对停电用户的次数、用度效率的改进等做定量的分析之后,结合实际的案例表明,其配置原则是有据可查的,推导出来的关于供电可靠性的公式在一定程度上,是有利于保障电网规范的科学化。

关键词:供电可靠性;配电网;继电保护;规划

引言

在配电网进行规划的过程中,不仅要达到可靠性的要求,而且在除了合理的网架构造和基础性的设备以外,还要对配置提出一些故障处理的方案或方法。继电保护和自动装置这两种方式是被运用于处理短路故障的最佳方案,不仅能够迅速的切出故障点,而且恰当的选择最佳的处理方案的同时,结合自动装置实现协调性配合,故障处理性能得到了进一步的提升,尤其是对于一些偏远地区,能够实现集中智能配电的自动化运行。

一、配电网继电保护配置的原则

1.1稳定性差的地区适当的配置继电保护

在电路供电的过程中,有的供电线路半径较长,沿线地区电流短路的情况十分显著,在具备三段式过流保护配合条件的馈线的地方,不仅要在适当的位置区域配置若干个三段式的过流保护,而且还要与邻近的变电站出线断路器之间形成一种保护性配合的模式。

1.2首尾负荷电流差异大的情况下适当的配置继电保护

在线路运行的过程中,由于馈线的末端短路电流相对于首端的电流负荷而言,其电流差异是十分显著的,即末端要远远低于首端,所以,应该要将该条馈线进行分段,并且在分段的区域处配置多层级的三段式过流保护,进而保障在末端发生故障时,可以及时、有效的切除故障。

1.3稳定性相对较高的地区适当的实现多级保护

1.3.1变电站出线断路器不需配备速断保护装置

在符合我国国家标准的电力装置的条件下,发生电路故障时,不需要快速的切除故障这个大前提下,变电站出线断路器可以不用设置瞬时的速断保护装置,可以适当的配置延长时间的速断保护装置,通过延长时间级差来多层级的保护、配合。另外,馈线的开关操动机技术也实现了非常大的发展,开关动作操作的时间大大的缩短,保护装置之间的延长时间级差也大幅度的降低,所以,只有在不影响上级保护配合,那么,该变电站出线断路器仍旧具备多级级差配合的条件。

1.3.2变电站出线断路器必须配备速断保护装置

在馈线变电站出线断路器瞬时的速断保护装置配备的范围之外,可以适当的配备一些电路保护装置,保障其实现分级式保护、管理。因为瞬时速断保护装置只有在躲开馈线末端的最大的短路电流的情况下,才能保障整条馈线的稳定,所以,为了降低馈线的不稳定性,再起保护的范围内,适当的配置一些保护装置,在一定程度上,是有利于延长馈线的寿命和稳定性的。

1.4架空线路和电缆混合线路配置自动重合闸装置

对于架空线路或者是架空-电缆混合线路要配置自动重合闸装置,使其具备自动重合闸功能,对于分布式接入较低的电流自动重合延长时间设定为0.5s,分布式接入较高的电流自动重合延长时间设定为2.5-3s,主要的目的就是要保证其在其重合闸之前,保证整条馈线上的所有分布式电源实现可靠性脱网。

1.5馈线配置继电保护开关使用断路器

在整条馈线的主干线上,其继电保护装置的开关都应该采用断路器,在分支馈线上的开关采用负荷开关。

二、关键性技术论述

2.1多级三段式过流保护应该保持的最小间距

在图1n级继电保护配合示意图中的馈线,假设该馈线能够实现n级三段式过流保护,那么,根据刘健、刘超、张小庆等在《配电网多级鸡蛋保护配合的关键技术研究》,在保护馈线路径上,其导线类型和截面都保持相同,在第n级保护所处的馈线末端到变电站母线的馈线长度是根据Ln(L0=0)来衡定的。所以,配置第n级和第n-1级处的三段式过流保护之间的最小间距应该是Ln,Ln-1,即Ln,Ln-1=In-In-1。

图1 n级继电保护配合示意图

2.2延长时间级差

根据继电保护整定下级要服从上级的原则可以了解到,配电线路上的多级过流保护配合的延长时间整定值必须要与变电站变压器低压侧开关的过流保护整定时间形成一个相互配合的关系,只有在保证协调配合的关系的前提下,才能够在严酷的生态环境下,变压器低压侧开关的过流保护整定时间为0.5s,在这0.5s的时间内,馈线断路器采用不同类型的操动机构的同时,其保护时间级差之间差异明显之外,实现的保护配合级数也会有所不同。

就目前为止,配电网中的馈线断路器大多都采用了弹簧储能操作的原理机构,一般为了保障其选择性,保护时间级差△T应该要设定在250-300ms之间,在这个设定值内,其线路仅仅只能保障实现两级延长时间级差的配合。因此,在未来的配电网继电保护发展的过程中,永磁操纵装置实现不断地完善和退关之后,可以在馈线断路器中使用,使得其保护时间级差△T控制在150-200ms之间,进而实现三级延长时间级差的配合。

三、案例分析

在图2农村配电网中,辐射状的分布的就是农村的配电网,其10KV的系统侧等效阻抗Xmin=0.5Ω,Xmax=1Ω,其导线型号是LGJ-150,主干线的长度是10km,S表示的就是变电站出线断路器。

图2 农村配电网

如果得出99.846%这样的结论,那么,就可以适当的在主干线上配置两个继电保护装置,分别是W1和W2,进而就形成了一个三级三段式的过流保护装置,并且根据具体的情况对比分析,该地域的短路电流并不是很大,可以将I段和II段的延长时间都增加△T,在此基础之上,保障其变压器抗短路能力不发生任何改变的同时,在其分支线上,V1、V2和V3这三个位置应该要配备断路器,将其动作时间设置为0s,在运行的过程中,同主干线的W1、W2之间形成一个延长时间级差的协调性配合的保护装置。

由此可以看出,当故障率h=0.15次/km•a时,故障修复的时间是T=6h/次,变量就是20%,当保持整条馈线的用户都呈现出一种均匀性分布和使用的状态,即总用户数量是60户,图中的数字代表的就是本级保护装置和该装置下一级的保护装置之间的区域,或者是该装置下游的用户数量,也就是图2农村配电网中显示的S与W1之间,W1、W2和V1之间,V1下游等的用户数量。此外,主干线上配置两个继电保护装置,与变电站的出线断路器形成的三级保护协调配合,较之前得没有在主干线上配置继电保护装置的方案要优化,并且其供电可用率也有显著地提高。

四、结论

综上所述,首先,稳定性差的地区适当的配置继电保护、首尾负荷电流差异大的情况下适当的配置继电保护、稳定性相对较高的地区适当的实现多级保护、架空线路和电缆混合线路配置自动重合闸装置和馈线配置继电保护开关使用断路器对配电网继电保护规划是有指导性作用的;其次,多级三段式过流保护应该保持的最小间距和延长时间级差配置的方法是有利于能够更加科学的实现配电网继电保护规划;最后,继电保护装置对供电的可靠性是有一定影响的,所以,提出的配电网继电保护规划是有据可依得同时,也是到目前为止,提高民众电力使用满意度的一大重要性举措。

参考文献:

[1]刘健,刘超,张小庆,等.配电网多级继电保护配合的关键技术研究[J].电力系统保护与控制,2015-09-11.

[2]邹贵彬,高厚磊,许春华,等.馈线自动化自适应快速保护控制方案[J].电网技术,2013-15-10.

[3]刘健,张小庆,陈星莺,等.集中智能与分布智能协调配合的配电网故障处理模式[J].电网技术,2013-07-12.

论文作者:谭志杰

论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期

论文发表时间:2017/12/20

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