國網(wǎng)合肥供電公司 李鐵柱

論配電自動化的應用對配電網(wǎng)繼電保護定值整定的影響及整定建議

國網(wǎng)合肥供電公司 李鐵柱

在美英法德等歐美發(fā)達國家，配電系統(tǒng)自動化技術已受到了廣泛的重視與認可，并逐漸形成一整套完整的配電網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，其在改進電能質量、提高供電穩(wěn)定性以及降低運行費用、勞動強度上發(fā)揮著極其重要的作用。此文旨在討論配電自動化的應用對國內(nèi)配電網(wǎng)繼電保護定值整定的影響，并給予其建議，助其完善。

配電自動化；配電網(wǎng)繼電保護；整定建議

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電能質量以及供電可靠性的問題日漸突出。配電自動化作為智能電網(wǎng)建設工程的重要環(huán)節(jié)之一，在中低壓配電網(wǎng)絡中已有較為廣泛的應用，在提高用戶電能質量和供電可靠性上起到了很大作用，但其繼電保護的配置及動作需求與傳統(tǒng)模式均有較大區(qū)別，故而對當前的配電網(wǎng)繼電保護定值整定產(chǎn)生了不小的影響。

1.配電自動化的相關技術原則與應用

1.1配電自動化技術原則

配電自動化在設計上應做到標準統(tǒng)一，各供電區(qū)域內(nèi)的一二次設備及相關配電網(wǎng)絡接線方式應滿足當?shù)夭煌脩羧后w的用電需要。

配電自動化在實現(xiàn)方式上應當依據(jù)所在區(qū)域配電網(wǎng)絡的特點、供電可靠性、電能質量以及負荷性質等要素進行選擇[1]。

配電自動化可采用差異化配置來實現(xiàn)配電終端的安置。關于兩遙與三遙的選擇，應當依據(jù)實際網(wǎng)架的結構與需求來確定。對于網(wǎng)架當中的一般節(jié)點，可選擇兩遙，關鍵節(jié)點則應選三遙配置。

配電自動化區(qū)域中，繼電保護的配置需依據(jù)當?shù)丨h(huán)境情況、用戶需求以及發(fā)展水平來設計具體的配置標準，做到配電網(wǎng)保護的差異性配置。

1.2配電自動化應用

配電自動化主要分為四種模式，分別是集中式、智能分布式、就地重合器式以及故障檢測。目前國內(nèi)使用較多的模式是集中式，其多應用于A類及B類區(qū)域的供電管理，基本應用原理如下。變電站的出線斷路器保護投跳閘，所帶開關站、柱上開關、環(huán)網(wǎng)單元開關等配電終端保護不投跳閘，僅在檢測到故障電流時將告警信號上傳至主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)根據(jù)終端檢測到的故障信息，結合變電站保護動作信號、開關位置等信息綜合判斷，啟動故障處理程序，確定故障類型和故障區(qū)段，實現(xiàn)故障點定位隔離和非故障區(qū)段的供電恢復[2]。

2.配電自動化對于繼電保護定值整定的影響

對于未參與配電自動化管理的供電區(qū)域及配電線路而言，其范圍內(nèi)的變電站出線斷路器、環(huán)網(wǎng)單元開關以及開關站等繼電保護裝置均投入跳閘，定值整定則按照我國《3～110kV電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》相關要求予以執(zhí)行。在整定過程中應考慮到速動性、靈敏性、選擇性以及可靠性，做到上下級配合，在配網(wǎng)多級串供時常常難以滿足要求。而對于采用配電自動化進行供電管理的供電區(qū)域及配電線路，具有三遙的開關站、柱上開關以及環(huán)網(wǎng)單元等繼電保護，故僅以告警，不予跳閘。變電站出線斷路器作為本線路保護裝置，定值整定應深入下級網(wǎng)絡，上下級之間的保護定值無需做到完全配合，當下級線路出現(xiàn)故障時，借助于配電自動化系統(tǒng)使其上級線路的供電系統(tǒng)得到恢復。

3.配電網(wǎng)保護配置與整定建議

通常來講，供電區(qū)域不同的配電網(wǎng)絡，其接線方式亦有較大差異，其中A類區(qū)域以電纜為主，B類區(qū)域則以電纜架空混合為主。就電纜網(wǎng)絡而言，以單環(huán)網(wǎng)和雙環(huán)網(wǎng)為主，架空網(wǎng)則以多分段適度聯(lián)絡為主。此兩者在網(wǎng)絡結構、保護配置、整定原則上具有一定差異性。

3.1電纜網(wǎng)絡保護配置與整定

電纜網(wǎng)絡單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)的保護配置要求其變電站所有出口斷路器均配置三段式電流保護，其由電流速斷保護、限時電流速斷保護、過電流保護以及三相一次重合閘組成。第一級環(huán)網(wǎng)單元的進線與出線開關皆需配置相應的電流保護，第二級環(huán)網(wǎng)單元則應依據(jù)其需要來配置相應的電流保護，或添加負荷開關。

在多級轉供中，應確保主網(wǎng)安全、設備安全，并將其作為第一要務，不能因為配合級數(shù)過多而導致線路保護動作時間被無限延長。通常來講，變電站出口斷路器的限時電流速斷動作時間應少于0.6s。同時應最大程度減少供電故障的影響范圍，保證前三級供電系統(tǒng)或前兩級供電系統(tǒng)做到完全配合，時間級差應控制在0.3s，符合條件的地區(qū)在開展相關實驗的基礎上可適當減少保護級差時間，從而增加保護完全配合級數(shù)。

變電站出口斷路器電流速斷保護應按照躲過線路末端故障短路電流來整定，時間可設置為0s。限時電流速斷應按照躲過所帶環(huán)網(wǎng)單元用戶的常見低壓故障來整定，并與下級環(huán)網(wǎng)單元配合，可將其時間設置為0.3～0.6s。過流保護應當與下級環(huán)網(wǎng)單元出線進行配合，其時間可設置為1s。

常規(guī)環(huán)網(wǎng)單元開關以及開關站進線斷路器的保護整定應當與變電站的出口保護進行配合，其時間依據(jù)級差可調(diào)整為0.1s，不予跳閘。環(huán)網(wǎng)單元開關或開關站出線斷路器保護定值應當依據(jù)層級不同分別設置，第一級出線保護應當與變電站出口斷路器保護相配合，時間級差設置為0.3s，其他級出線保護亦應與上級保護做到配合，時間級差也應設置為0.3s。

配電自動化的環(huán)網(wǎng)單元以及開關站終端保護設備均投入過流保護，但不投跳閘，并應實現(xiàn)整定計算上的精簡化。通常來講，可按照線路所能允許最大負荷電流Ifhmax的倍數(shù)整定，環(huán)網(wǎng)單元或開關站進線開關將其過流定值設置為1.6Ifhmax，出線開關的過流定值設置為Ifhmax，上述所有過流保護動作時間均應設定成0s。

3.2架空網(wǎng)絡保護配置與整定

架空網(wǎng)絡多分段適度聯(lián)絡的保護配置要求其變電站出口斷路器應當配置帶方向的三段式電流保護裝置，其主要組成部分包括電流速斷保護、限時電流速斷保護、過電流、過負荷告警、三相一次重合閘等原件。區(qū)域聯(lián)絡開關均應配置相應的電流保護裝置，分段開關則應依據(jù)其用途與需求安裝負荷開關或電流保護。

變電站出口斷路器電流速斷保護應按照躲過本線路末端最大三相短路電流或線路上配電變壓器低壓側最大三相短路電流來整定。對于用戶較多的變電線路，可依靠重合閘來提高線路供電的可靠性。限時電流速斷保護應按照躲過線路上配電變壓器的低壓側最大三相短路電流來整定，同時應保證本線路末端常規(guī)金屬性故障有規(guī)程要求的靈敏度。過電流保護應按照躲過最大負荷電流來整定。

對于常規(guī)聯(lián)絡開關，應將其保護投跳閘，作為下一級被帶線路的主保護，在架空線路保護上具有重大作用，變電站出口斷路器的三段式保護可視為整個聯(lián)絡線路的后備保護。一般來講，常規(guī)分段開關的保護不需投跳閘，只有在線路過長、變電站出口斷路器保護沒有靈敏度時，方才參與保護配合，投入跳閘出口。其定值按照躲過線路負荷電流整定，保護動作時間設置為0s。

配電自動化的柱上開關均應投入過流保護，但不投跳閘，一般按照線路允許最大負荷電流 Ifhmax的倍數(shù)整定。線路主干開關（包括分段開關和聯(lián)絡開關）過流定值可整定為1.6Ifhmax，線路分支開關過流定值可整定為 Ifhmax，以上開關過流動作時間均設定為0s[3]。

4.結束語

配電自動化的應用對配電網(wǎng)保護定值整定產(chǎn)生的影響將日趨顯現(xiàn)，這也是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。隨著智能電網(wǎng)建設的不斷深化，各級繼電保護整定人員應積極適應這一變化，針對不同接線、不同控制方式區(qū)別對待，及時調(diào)整保護整定原則，更好地體現(xiàn)保護“四性”要求，提高用戶供電質量和可靠性。

[1]鐘毓銘.配電網(wǎng)自動化繼電保護技術應用研究[J].科技與企業(yè), 2013(11):147-147.

[2]吳崇華.淺談對地區(qū)電網(wǎng)繼電保護定值整定工作的分析及防控措施[J].中國科技博覽, 2012(36):57-58.

[3]張小龍.論配網(wǎng)繼電保護整定計算中的常見問題和對策[J].電子技術與軟件工程, 2015(21):237-237.