试析配电线路全线速切继电保护技术论文_刘继红

(呼和浩特供电局变运一处呼和浩特市赛罕区 010050)

摘要:随着配电线路不断被改造,配电线路自身的供电半径已经从以往的大半径变得越来越小,同时,其电路的容量也在不断增大,这种现象的出现不仅为传输通过的电流带来了稳定、安全、高效等方面的问题,并且配电线路如果出现故障之后,其切断的时间过长,也会为电网的持续、安全、稳定运行带来极大的负面影响。

关键词:配电线路;全线速切;继电保护

一、概述

现阶段,配电系统中对采用分段式过电流保护技术,还有一部配电系统应用带电压闭锁或功率方向的过流保护系统。这两种电流保护技术在应用中均凸显出一定弊端,其中分段式过电流保护技术仅能对线路全长中的一小部分进行保护,进而无法实现对配电系统故障进行速动防控,该技术将配电线路的保护分为三级来分层实施,层级间的保护运行存在一定的延时性,保护性能有限,因而在负荷控制性能较低、电能质量要求不高的配电系统中应用较为广泛,具有成本低的优势。但是在电压负荷、电能质量要求不断提升的现代社会,该技术已经不能满足社会需求,配电线路继电保护技术研发升级也成为了社会关注的焦点,全线速切保护系统应运而生。

二、配电系统速切保护的基本原理

配电系统随着我国社会经济的不断发展而发展,由于配电系统的覆盖面积也越来要广,需要承担的供电负荷量也逐渐加重,所以我们必须对配电线路速切的保护范围不断地增加,对提升继电保护性能达到良好的效果。一方面可以根据检测的信息和数据经过计算和数据分析的方式来进行信息检测,这样就提高了继电保护性能。另一方面是通过将来自多个端口的信息进行交换的方式合理分析和应用来提升继电保护性能。在建设配电系统时和进行维护的过程中,在处理较为简单的情况时可以运用纵联保护技术,但这种技术在所需成本、维护容易度等方面的要求较高,而且在高压配电系统或者超高压配电系统中运用这种技术时远远比不上使用继电保护技术的速度,其可靠性、稳定性也差于后者。所以,允许试和闭锁式是配电线路使用纵联保护系统时最常用的两种方式。允许式保护主要是对非本侧区外故障的信息传送,如果保护区的各侧保护都能感受到故障信息,就将其陈伟区内故障,各侧保护快速动作;如果是某一侧感受到了其所对区外的故障,则将其称为区外故障,各侧不进行保护。闭锁式继电保护则是将外部的故障信息用以交换,发生故障时,若受保护设备的某一侧的保护来自外部故障,则直接判定为外部故障,若两侧保护同时发出闭锁信号,侧保护将不会发生保护动作;如果受保护的设备的两侧都没有发现有故障产生时,则判定为外部故障,同时发出侧保护闭锁信号,各侧保护快速发出跳闸信号。

三、配电线路全线速继电保护方案分析

3.1闭锁式切速保护

在配电系统故障判断中我们要将速切保护的重点放在过滤原件动作的基础上区别出区内故障与区外故障。这需要我们通过采用方向元件或距离原件在配电系统中多配置些有分段过滤的保护装置。在闭锁式速切保护方案中,需要根据所谓的故障判断元件,也就是距离判断元件或者方向判断元件,来判断出配电系统中的故障路线出在哪里,经过判断之后,可以将故障分为内内故障和区外故障两种,在区分出区内故障和区外故障之后,这做出进一步的判断。一个典型的配电系统的结构如图1:

其中A和G是代表的是变压站的馈往线路短线器;D代表是属于手拉开关,在正常的电力系统云运行的情况下,手拉开关D是关闭状态,这样的配电系统属于单电源配电系统;B、C、E、F分别属于分段开关,他们在一定的条件下,可能是负荷开关,在一定的条件下,可能是断路器。

如图1所示,假设在此配电系统中,开关B和开关C都为断路器,当故障发生的时候,能够将故障电流进行切断,当AB之间的线路发生故障的时候,我们假设故障点位在F1,在A点处装置的过滤元件能检测到过电流,但是B点处的过滤元件不动作,从而判断故障点在AB线路之间,位于A处的保护跳开A再联跳到B,从而将故障区域进行隔离,通过同一原理可得,如果故障点在线路的F2处,那么开关B和C跳开,将故障点隔离开来。在图一中,,如果开关B和开关C都属于负荷开关,也就是无法实现能够切断电流的作用,在这样的情况下,依然会可以凭借A作为断线器的作用而实现对故障的定位以及分析,并在定位和分析的基础上,对故障电路实行隔离,如果故障发生在F2也就路线的B和C之间,在这样的情况下,一旦发生故障,A作为断线器就会迅速做出反应,实现快速的跳闸进而将故障电流切断,在A迅速的做出反应跳闸之后,B和C附近的过流元件就会相互交换信息,并在交换信息之后,将故障锁定在开关B和开关C之间。所以在A作为断线器跳闸之后,紧接着就会跳开B和C的故障区域,实现非故障区域的正常供电。另外,各个保护元件之间关系还是可以相互转换的,比如当变压站M不再运行的时候,作为手拉开关的D就会闭合,在这个时候,就变成了传统的单电源配电系统,由变电站N进行供电。实际上,在整个配电系统中,通讯的对象在一定条件下都是可以相关转变关系的,但是从某种意义上来书,通信对象又是相对固定的,只要保证通讯对象附近的路线也就是上游或者是下游的路线在发生故障的时候可以实现速切保护作用和隔离故障作用。从实际来看,闭锁式速切保护不但会受到通道影响,对于已经装置的系统还有一定的过流保护作用,因此,以闭锁式速切保护为技术建立的方案具有可操作性强,并且操作简单的优点。

3.2允许式速切保护

允许式速切保护也分为区内故障和区外故障,但是与闭锁式速切保护不同的是,允许式速切保护必须用低电压或者是低电流元件来共同协助判断。电路图参照图一,我们可以看到当A和B之间的线路发生故障,也就是F1发生故障的时候,位于A的过流元件就会感受的电流的变化,并且将这种变化传递给B,B处的过流元件就会有电压和电流的减少,促进B向A发出允许信号,进而将故障切除。

结语

本文提出的速切保护方案可以有效的为配电系统提供保护,并且可以做出快速的判断和相应反应,对于电路系统的稳定有着非常积极的意义。

参考文献

[1]徐君,王俊宇.电力配电线路运行常见故障及应对措施分析[J].低碳世界.2016.

[2]张炜,郝中朋.10KV以下配电线路的运行维护及检修[J].化工管理.2016.

[3]杨敏,田浩.TAS配电线路故障诊断及运行监控系统的应用[J].农村电工.2016.

论文作者:刘继红

论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期

论文发表时间:2017/8/25

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