摘 要:隨著社會對電力的需求逐步擴(kuò)大,電力行業(yè)得到快速發(fā)展,配電網(wǎng)絡(luò)也迎來了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn),其中多級繼電保護(hù)配合技術(shù)是保障配電網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。因此,本文從配電網(wǎng)絡(luò)多級繼電保護(hù)需遵循的原則出發(fā),簡要闡述我國配電網(wǎng)多級繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,隨后研究配電網(wǎng)多級保護(hù)配合的可行性,進(jìn)而詳細(xì)分析多級級差保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的故障處理,筆者希望通過本文的理論研究能夠?qū)V大實(shí)踐工作者提供一定的理論支持。
關(guān)鍵詞:配電網(wǎng);多級繼電保護(hù)配合;關(guān)鍵技術(shù)研究
中圖分類號:TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-7344(2018)12-0073-02
1 引 言
一般而言,配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生的事故大部分都是由于配電設(shè)備或配網(wǎng)線路發(fā)生故障而造成的,因此,積極應(yīng)用配電網(wǎng)多級繼電保護(hù)技術(shù)能夠有效降低停電事故的概率,同時(shí)在事故發(fā)生后,還能夠及時(shí)關(guān)閉故障設(shè)備,進(jìn)而盡量降低損失??傊潆娋W(wǎng)多級繼電保護(hù)技術(shù)對于配電網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。
2 配電網(wǎng)多級繼電保護(hù)需遵循的原則
要想有效提升配電網(wǎng)絡(luò)多級繼電保護(hù)的性能,配電單位在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守以下原則:
(1)當(dāng)按照相關(guān)規(guī)章中所規(guī)定的不需要立刻切斷配電網(wǎng)的故障,可以把斷路器中的瞬時(shí)速斷保護(hù)改成延時(shí)保護(hù);
(2)斷路器中應(yīng)設(shè)計(jì)彈簧儲能結(jié)構(gòu),這樣就可以控制延時(shí)時(shí)差在0.22~0.31s的時(shí)間段內(nèi);
(3)要把瞬時(shí)速斷保護(hù)結(jié)構(gòu)安裝到變電站的斷路器中,同時(shí)要保護(hù)饋線的電流,進(jìn)而使得在時(shí)間級差延長的情況下,過電流保護(hù)能夠達(dá)到最佳配合。
3 配電網(wǎng)多級繼電保護(hù)的現(xiàn)狀
3.1 相關(guān)部門管理水平有待提高
當(dāng)前我國在配電網(wǎng)多級繼電保護(hù)方面的理論研究還不夠深入,工作水平還有很大提升空間,特別是在管理工作方面,主要有兩個(gè)方面的不足之處:①制度建設(shè)不夠健全,現(xiàn)階段我國配電網(wǎng)多級保護(hù)制度還處在初級探索階段,許多制度沒有成型。因此,在配電網(wǎng)多級繼電保護(hù)配合的過程中,相關(guān)單位不僅要及時(shí)更新配電網(wǎng)設(shè)備,還要積極探索如何加強(qiáng)設(shè)備與技術(shù)管理,進(jìn)而促進(jìn)制度建設(shè);②相關(guān)核算人員的專業(yè)能力有待提高,在實(shí)際工作中,經(jīng)常會因?yàn)楹怂闳藛T的失誤,無法對配電網(wǎng)多級繼電保護(hù)中各級額定值進(jìn)行精準(zhǔn)核算,進(jìn)而導(dǎo)致意外斷電等不良后果,給電力企業(yè)以及廣大用戶帶來損失。
3.2 配電網(wǎng)裝置存在不足
隨著配電網(wǎng)的快速發(fā)展,配電網(wǎng)裝置的不足之處也開始逐漸顯現(xiàn)出來。目前市場上的配電網(wǎng)保護(hù)設(shè)備,品類雜多,標(biāo)準(zhǔn)各異,因此難以保證配件的質(zhì)量,進(jìn)而無法保障配電網(wǎng)設(shè)備的改造升級。如果相關(guān)單位不及時(shí)予以重視,就必然會影響配電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶。
4 配電網(wǎng)多級保護(hù)配合的可行性
4.1 基本原理
根據(jù)不同的配電線路采用不同的保護(hù)方式,大多數(shù)農(nóng)村配電線路的特點(diǎn)都是供電半徑長、分段數(shù)少且開環(huán)運(yùn)行,這類線路產(chǎn)生故障時(shí),各分段的短路電流均不同,并且短路電流差異較大。這時(shí)應(yīng)采用多級保護(hù)配合方式,通常是電流定值與延時(shí)級差相互配合快速切除故障線路。而城市配電線路的特點(diǎn)主要是供電半徑短且開環(huán)運(yùn)行。針對前述的兩種配電線路故障,各分段短路電流的數(shù)值基本接近,因此在各分段設(shè)定不同的電流定值難以實(shí)現(xiàn)保護(hù)配電網(wǎng)的目的,這時(shí)設(shè)定延時(shí)時(shí)間級差來有選擇性地對故障線路進(jìn)行切除處理最為有效。
4.2 時(shí)間級差保護(hù)配合的可操作性
對于兩級級差的保護(hù)配合,通常都要對變電站出線開關(guān)與饋線開關(guān)設(shè)置不同的時(shí)間級差。因?yàn)槎搪冯娏鲗ο到y(tǒng)有巨大的沖擊,因此為避免此類情況的發(fā)生,通常將低壓側(cè)母聯(lián)開關(guān)處的最低過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間設(shè)置為0.5s;為了防止影響上級保護(hù)整定值,因此必須在0.5s內(nèi)設(shè)置多級保護(hù)延時(shí)配合。饋線開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間通常設(shè)定為30~40ms,熄弧的時(shí)間為10ms,保護(hù)響應(yīng)的時(shí)間為30ms,因此,饋線開關(guān)可以設(shè)置0s的延時(shí)保護(hù)跳閘,在100ms內(nèi)及時(shí)切除故障。如果在饋線分支開關(guān)或者用戶開關(guān)內(nèi)安裝熔斷器,就能夠快速切除故障,但是,又因?yàn)槿蹟嗥餍枰斯な謩?dòng)恢復(fù),因此處理瞬時(shí)性故障的難度非常大。如果適當(dāng)考慮時(shí)間差,低壓側(cè)開關(guān)則可以繼續(xù)保留250~300ms的級差,此時(shí)如果對出線開關(guān)設(shè)置200~250ms的延時(shí),就可以實(shí)現(xiàn)兩級級差保護(hù)配合。
隨著永磁操動(dòng)結(jié)構(gòu)與無觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的快速發(fā)展,三級級差保護(hù)配合可以極大地縮短保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間。在適度考慮時(shí)間差的條件下,變壓器低壓側(cè)開關(guān)可以繼續(xù)保留200~250ms的時(shí)間級差,為上級饋線開關(guān)設(shè)置100~150ms的延時(shí)時(shí)間,進(jìn)而確保實(shí)現(xiàn)三級級差保護(hù)配合。
5 多級級差保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的故障處理
5.1 多級級差保護(hù)配置原則
為了實(shí)現(xiàn)兩級級差保護(hù),在選擇線路開關(guān)以及配置保護(hù)等方面需要嚴(yán)格遵循的基本原則有:①主干饋線開關(guān)一般選用負(fù)荷開關(guān),這樣能夠有效保障達(dá)到標(biāo)準(zhǔn);②用戶開關(guān)與分支開關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)一般較高,負(fù)荷開關(guān)就難以滿足對應(yīng)的要求,因此這時(shí)需要采用斷路器,將其保護(hù)動(dòng)作的延時(shí)時(shí)間設(shè)定為0s;③出線開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求也比較高,因而也應(yīng)該采用斷路器,并把延時(shí)時(shí)間設(shè)定在200~250ms之間。
選擇兩級級差或三級級差保護(hù)配合有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):①分支或者用戶發(fā)生故障以后,相應(yīng)的斷路器就會立刻跳閘并切除故障,而出線斷路器不會跳閘。②避免造成開關(guān)多級跳閘或者越級跳閘的問題,簡化故障處理的流程,縮短故障恢復(fù)時(shí)間。③主干線可以采用負(fù)荷開關(guān),進(jìn)而大大降低工程造價(jià)。
5.2 多級級差保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的故障處理
5.2.1 處理主干線為全架空饋線的故障
產(chǎn)生饋線故障以后,出線斷路器就會跳閘并切除故障,0.5s延時(shí)以后,如果斷路器自動(dòng)重合就說明為瞬時(shí)性故障,反之就說明為永久性故障。主站根據(jù)反饋信息來判斷故障位置,并將瞬時(shí)性的故障信息實(shí)時(shí)存入故障記錄。
5.2.2 處理主干線為全電纜饋線的故障
這類故障一般是永久性的故障,發(fā)生故障以后,變電站斷路器就會立刻跳閘切除故障。主站根據(jù)反饋收集到故障信息并迅速判斷故障的位置,隨即遙控故障區(qū)域附近的開關(guān)分閘隔離故障,同時(shí)遙控變電站及時(shí)恢復(fù)非故障區(qū)域的正常供電,并把故障信息實(shí)時(shí)記錄下來。
5.2.3 處理分支線路或用戶處發(fā)生的故障
發(fā)生故障以后,斷路器立刻跳閘并切除故障。當(dāng)跳閘斷路器所帶的支線為架空線路時(shí),經(jīng)過0.5s延時(shí)以后,斷路器會自動(dòng)重合;當(dāng)發(fā)生的是瞬時(shí)性故障時(shí),斷路器會立刻自動(dòng)重合;當(dāng)發(fā)生的是永久性故障時(shí),則不會自動(dòng)重合。
6 電壓時(shí)間型饋線與兩級級差保護(hù)的配合
電壓時(shí)間型饋線的原理是通過電壓時(shí)間型分段器與重合器互相配合發(fā)揮作用,對產(chǎn)生故障的線路及時(shí)切除隔離。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)非常多,但是也存在一定的缺點(diǎn):也就是任何位置產(chǎn)生故障時(shí),都會造成線路斷路器跳閘,進(jìn)而導(dǎo)致大面積停電。這時(shí)如果將這一技術(shù)與兩級級差保護(hù)技術(shù)配合使用,就可以解決停電范圍過大的問題,具體操作方法如下:將重合器的時(shí)間設(shè)定為200~250ms,將其作為變電站出口的開關(guān);把電壓時(shí)間型分段器作為饋線的開關(guān),用戶分支開關(guān)則使用斷路器,把動(dòng)作延時(shí)設(shè)定為0s,同時(shí)配置延時(shí)時(shí)間為0.5s的一次快速重合閘。
7 結(jié) 語
隨著人們?nèi)粘I钯|(zhì)量的不斷提高,各個(gè)方面對電力的需求也不斷提升。這時(shí),配電網(wǎng)對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的作用,當(dāng)前我國正在展開新一輪的配電網(wǎng)改造工程,因此相關(guān)電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極發(fā)展多級繼電保護(hù)配合技術(shù),確保配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,為廣大電力用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]劉 健,劉 超,張小慶,等.配電網(wǎng)繼電保護(hù)配置模式及選擇原則[J].電力建設(shè),2015,36(11):24~29.
[2]陳靜璇.繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理方法研究[J].科技與創(chuàng)新,2017(16):45~46.
[3]黃東海.配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)配合策略研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(19):42.
收稿日期:2018-3-24
作者簡介:李向新(1982-),男,工程師,碩士研究生,主要從事繼電保護(hù)技術(shù)及電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度工作。