摘要：在配电系统的运行中,分段式的过流保护只是保护线路中的一个部分,难以进行故障的全线速动,但是该保护技术越来越满足用户的需求。特别是用电的负荷逐步增加,且用户的要求也越来越高,其中对其可靠性和安全性的要求是继电保护的关键,这就需要对配电线路的继电保护进行改进和优化,进而满足用户不断增长的用电需求。
关键词：配电线路；全线速切；可行性
在传统的电力系统运行过程中,技术人员一般都会采用分段式过流保护对电力的 输送情况加以保护,但我们需要知道的是这种保护装置不能够将故障进行全线速切,不利于电力系统安全、稳定的运行。在现代化社会发展中,人们用电负荷正在逐渐增加,为了保证用户用电的安全性与稳定性,在对配电线路中安装的继电保护必须要具有可靠性与安全性,这就需要我们在传统保护装置的基础上不断改革与优化,使电力系统达到安全运行的目的。
一、配电系统速切保护原理
增加配电系统速断保护的动作范围,改善配电系统继电保护的性能,主要有两条途径:1仅检测一点的信息,通过复杂的算法和判据来提高保护性能,如自适应保护、无通道保护等:2通过交换多端的信息来提高保护性能。本文所研究的配电线路全线速切保护原理属于后者。
在理论上,纵联保护的原理和技术完全可以应用于配电系统,实现配电网络的快速保护。但受成本、投资和维护等多方面的限制,且考虑到配电系统继电保护在快速性和可靠性的要求不如在高压、超高压系统中严格,所以应根据配网系统的特点,构建适用于配电线路的纵联保护系统。在输电系统纵联比较式保护中,纵联信息的利用主要有闭锁式和允许式两种方式。
从信息交换和利用的角度而言,闭锁式保护交换的是外部故障信息,只要被保护设备任何一侧的保护感受为外部故障.就说明是外部故障,并向对侧保护发出闭锁信号,使各侧保护都不动作;而当被保护设备各侧的保护都感受不到外部故障时,说明发生了内部故障,互不发闭锁信号,各侧(主要指有电源的侧)保护都能快速跳闸。
允许式保护传送的是"非本侧区外故障"的信息,若各侧保护都感受到"非本侧区外故障",则表明是区内故障,互发允许信号,各侧保护都能快速跳闸;而任何一侧感受到"本侧区外"故障时,就表明是区外故障,不会向其他侧保护发允许信号,各侧保护都小会误动。在配电系统中构建配电线路全线速切保护,既可采用闭锁式,也可采用允许式的保护原理,二者都能够对配电线路保护区内的任意一点故障做到无时限切除。
二、闭锁式速切保护方案
在输电系统中一般采用距离元件或方向元件作为故障判断元件。在配电系统中,一般只配备分段式过流保护,因此可以基于过流元件的动作情况研究如何对保护区内和区外的故障进行判断区分。
1、闭锁式全线速切保护方案众所周知,在输电网系统运行过程中,距离元件、方向元件是衡量系统运行故障的重要元件。并且技术人员一般都会采用分段式过流保护来检测输电网运行情况。通过以下输配电系统的结构图简单阐述系统的全线速切保护方案。
如果将A、G设定为变电站的断路器,将D设定为手拉手开关,那么其中B、C、E、F也就是分段开关、负荷开关或者断路器。在实际工作中,如果配电网系统处于正常运行的状态,那么此时D也就是处于断开的状态,此时我们也就可以将这一体系当做一个单电源的网络。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以断路器A处的保护为例,闭锁式速切保护分析如下:将分段开关B和C设置为断路器,进而实现对故障电流的切断,同时在分段开关中配置馈线终端或者是保护装置,进而实现对电流和电压的检测。这样当F1点发生故障时,A处元件就会检测到过电流,而B处的元件就不会动作,进而得出故障的所在位置,即AB之间,这样A处就无法收到B处的闭锁信息,进而实现A与B的跳开,就故障进行阻隔。若B和C是负荷开关,就不具备切断故障电流的性能,因此需要借助断路器A,因此可以迅速的对故障进行定位和隔离。假设F2点发生故障,A处就会自动跳闸,进而切断了故障电流,在与B处进行信息交换的基础上明确故障不是位于AB之间,通过B与C处的信息交互可以确定故障的发生位置,这样在故障区域的开关会发生跳闸,其他相应的开关会合上,进而恢复对非故障区的正常供电。
由此可知,闭锁式全线速切保护在配电系统中具有快速性,可以保证其运行过程中的安全性与可靠性,避免其中出现故障。
2、允许式速切保护方案在允许式速切保护中
流元件以及低电压和低电流元件,来实现对区外和区内故障的分析和判定。在配电系统的结构中,除了要对过电流进行检测以外,还要求配置的元件能够反映电压、电流的降低。在允许式方案中,还需要监视下游的电压情况,进而避免下游馈线空载运行引发的速切保护误动作。在对配电系统的实际保护中,允许式权限速切保护能够在较短的时间内对信号进行传递,动作快速性好,并且在运行中可以借助后备设备对故障进行切断,具备较好的安全性和可靠性。
由上述分析可以明确的知道,闭锁式与允许式两种形式各有利弊,其中闭锁式全线速切可以检测到系统外部的故障信息,并对其进行传输。如果在实际工作中,系统中的故障信息无法及时传输出去,那么就会导致系统侧保护出现安全隐患,不利于其运行的安全性;而允许式全线速切保护主要是对非外部故障信息进行采集与输送,当这一部分的故障信息无法及时传输出去,那么就会出现拒动现象,影响到整个系统的稳定运行。由此可见,当系统在运行过程中,保护装置若没有及时将其中的故障信息传输,那么就会影响到整个系统的稳定运行,因此我们必须要在传统的分段式过流保护的基础上设置闭锁式或者允许式全线速切保护,这样才能够有效的保证配电系统的安全运行,满足人们对电力运输的要求。
结束语
随着配电系统的改造,配电线路供电半径逐渐缩小,但短 路容量却在不断增加,不仅给传统过电流保护带来整定、配合方面的 问题,而且配电线路故障切除时间过长也会给电网的安全稳定运行 带来很大的影响,这些影响已经不容忽视。在传统的配电系统继电保护中,采用的多是分段式的过流保护,随着配电系统的不断发展和人们对供电需要的不断提高,该保护措施已经难以满足系统运行的需求。在电力的运行中,配电系统起着关键的作用,但是在配电系统的发展中,存在着诸多问题,如配电线路供电半径逐渐缩小与容量增加之间的矛盾,加剧了对系统过流保护和整定计算的困难,不利于整个系统的配合协调,进而对整个电力系统的安全有效运行带来了很大的威胁。为了为电力系统的运行提供一个完善的环境,本文提出的配电系统线路全线速切保护,采用纵联比较保护原理,结合配电网特点选用适当的通信方式,可以为配电线路提供全线无时限快速保护,对提高供电质量、保证电网安全稳定运行有积极意义。
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论文作者:董耀东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
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