淺談配電線路運行的繼電保護(hù)技術(shù)與應(yīng)用策略

李高峰

1 配電線路運行中繼電保護(hù)的重要意義

在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，配電線路運行中繼電保護(hù)的基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。繼電保護(hù)對于整個電力系統(tǒng)的最典型意義基本可以表現(xiàn)為以下2個方面：首先，在被保護(hù)電力系統(tǒng)元件出現(xiàn)運行故障的情況下，電力系統(tǒng)運行體系中與該電力系統(tǒng)元件保持對應(yīng)關(guān)系的繼電保護(hù)裝置能在較短的時間范圍內(nèi)針對距離故障元件位置最近的斷路器裝置發(fā)出相應(yīng)的跳閘指令，此種方式能夠確保故障元件及時與處于正常運行狀態(tài)下的電力系統(tǒng)相脫離。其目的在于最大限度地減少故障元件對整個電力系統(tǒng)的破壞，在剔除故障元件對電力系統(tǒng)不利影響因素的基礎(chǔ)上可確保整個電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的穩(wěn)定性與安全性。其次，在電力系統(tǒng)電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)的情況下對其進(jìn)行及時反映。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，繼電保護(hù)裝置能夠結(jié)合電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的不同工作故障類型以及運行維護(hù)條件發(fā)出不同類型的動作指令及信號，從而為值班人員進(jìn)行處理提供必要的參照與支持。在此基礎(chǔ)上，還可通過有效判定將這部分繼續(xù)運行可能導(dǎo)致事故的電氣設(shè)備自整個電力系統(tǒng)中予以有效剔除，并基于一定程度上的動作延時確保繼電保護(hù)的有效性與可靠性。

圖1 配電線路運行中繼電保護(hù)的基本結(jié)構(gòu)示意圖

2 配電線路運行中繼電保護(hù)技術(shù)分析

2.1 光纖通道技術(shù)分析

對于配電線路運行過程中條件允許進(jìn)行光纖線路敷設(shè)作業(yè)的繼電保護(hù)而言，繼電保護(hù)信號的傳輸應(yīng)盡量在光纖線路傳輸技術(shù)支持下予以實現(xiàn)。當(dāng)前，光纖線路傳輸技術(shù)所表現(xiàn)出的大容量及可靠性優(yōu)勢均比較顯著，能夠為多種業(yè)務(wù)的正常復(fù)用提供必要的技術(shù)性支持。更為關(guān)鍵的一點在于：通過對光纖通道技術(shù)的合理應(yīng)用可知，其所表現(xiàn)出的傳輸動作延時及切換動作延時較小，這對縱聯(lián)比較式繼電保護(hù)作用下有關(guān)通信信道傳輸質(zhì)量有著尤為顯著的保障性優(yōu)勢。與此同時，在配電自動化技術(shù)持續(xù)發(fā)展的過程中，包括開閉所、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜以及配電變電站在內(nèi)的各項關(guān)鍵部件均實現(xiàn)了對大范圍內(nèi)光纖線路的有效敷設(shè)處理，其最顯著的優(yōu)勢在于：借助于對這部分光纖線路設(shè)施的合理利用，配電線路的正常運行能夠在不增加過多設(shè)備以及投資的前提下實現(xiàn)整個繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性配置與綜合性應(yīng)用。

2.2 專線通道技術(shù)分析

從理論上來說，專線通道就是以繼電保護(hù)信號的可靠傳送為目的而設(shè)立的有線通道。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，適宜于配電線路運行的專線通道類型基本涉及了雙絞線專線、同軸電纜專線及控制電纜專線這幾種類型。從實踐應(yīng)用的角度來說，專線通道主要適用于被保護(hù)線路較短的繼電保護(hù)環(huán)境下（例如工礦企業(yè)），其最為顯著的應(yīng)用特點在于允許信號以開關(guān)量形式在專線通道中進(jìn)行可靠性傳輸。更為關(guān)鍵的一點在于：在專線通道技術(shù)正常運行的過程中，通道延時的可能性較低，在專線長度較小的情況下能保障繼電保護(hù)綜合性能的高可靠性。

2.3 電力線載波技術(shù)分析

從傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用角度來說，配電線路運行縱聯(lián)保護(hù)信息交換的最主要形式表現(xiàn)為電力線載波技術(shù)，特別是對于高壓系統(tǒng)及超高壓系統(tǒng)而言，電力線載波技術(shù)的綜合應(yīng)用優(yōu)勢仍然十分顯著。而對于中低壓配電系統(tǒng)而言，同樣可以借助于對電力線載波技術(shù)的可靠應(yīng)用實現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)信號的有效傳輸。與此同時，需要注意的一點在于：現(xiàn)階段技術(shù)條件支持下的中低壓線路往往具備大量分支，如果每個分支末端均裝設(shè)阻波器或是接合器設(shè)備，勢必會導(dǎo)致投資較高，而如果省去，則可能導(dǎo)致信號衰耗問題比較突出。從這一角度來說，電力線載波技術(shù)主要適用于不具備分支的配電線路的繼電保護(hù)應(yīng)用作業(yè)。

3 配電線路運行中繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用策略

對于工業(yè)企業(yè)而言，結(jié)合我國現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中有關(guān)工廠企業(yè)10 kV電壓等級供電系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范與要求，在10 kV供電線路正常運行過程中，配電變壓器及分段母線線路所對應(yīng)的保護(hù)裝置也存在一定差異。具體而言，基于對整個電力系統(tǒng)配電線路運行的安全性保障，應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注的問題基本涉及如下幾個方面：

首先，從10 kV電壓等級線路運行的角度來說，現(xiàn)階段對繼電保護(hù)的配置需從如下幾個方面入手進(jìn)行可靠性評估：一般情況下，10 kV電壓等級線路運行過程中需配備必要的過電流保護(hù)，同時應(yīng)嚴(yán)格控制過電流保護(hù)動作時限（一般情況下取值為0.5～0.7 s）。在這一狀態(tài)下，對于整個10 kV電壓等級線路運行安全性保障而言，并未涉及線路保護(hù)配合上的具體要求（從這一角度來說，可以在繼電保護(hù)的實踐性配置過程中省去對于電流速斷保護(hù)的配置作業(yè)）。相對于整個配電線路的正常運行而言，自變配電所引出的線路均應(yīng)具備與之相對應(yīng)的瞬時電流速斷保護(hù)，其目的在于：在一般狀態(tài)下的電流速斷保護(hù)無法滿足線路正常運行對選擇性動作支持的情況下，還應(yīng)專設(shè)具備一定動作時限的電流速斷保護(hù)。

其次，從10 kV電壓等級配電變壓器裝置的正常運行角度來說，根據(jù)配電變壓器設(shè)備容量的差異，繼電保護(hù)的配置需重點關(guān)注如下幾點（表1）：（1）在配電變壓器設(shè)備容量低于400 kVA的情況下，對于繼電保護(hù)配置的選取應(yīng)以高壓熔斷器保護(hù)為優(yōu)。（2）在配電變壓器設(shè)備容量在400～800 kVA的情況下，對于繼電保護(hù)配置的選取應(yīng)以過電流保護(hù)為主（以高壓側(cè)斷路器配置為基本前提）。在此過程中需要特別注意的一點在于：在所對應(yīng)過電流保護(hù)動作時限超過0.5 s的情況下，配電變壓器繼電保護(hù)還應(yīng)配備必要的電流速斷保護(hù)方式。而在選取工業(yè)生產(chǎn)車間油浸式配電變壓器所對應(yīng)的繼電保護(hù)配置方式時，還應(yīng)關(guān)注氣體保護(hù)。（3）在配電變壓器設(shè)備容量高于800 kVA的情況下，對于繼電保護(hù)配置的選取應(yīng)以過電流保護(hù)為主。特別需要注意的是：在過電流保護(hù)動作時限高于0.5 s的情況下，為了保障整個配電變壓器運行的安全性與穩(wěn)定性，還應(yīng)專設(shè)電流速斷保護(hù)。在注意油浸式配電變壓器所對應(yīng)的氣體保護(hù)配置的同時，結(jié)合工業(yè)企業(yè)實際情況裝設(shè)必要的溫度保護(hù)同樣有著重要意義。

表1 變壓器設(shè)備容量與繼電保護(hù)配置對應(yīng)關(guān)系示意表

4 結(jié)語

本文針對配電線路運行中所涉及的繼電保護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用策略做出了簡要分析與說明，希望能夠為今后相關(guān)研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

［1］尹項根，李振興，劉穎彤，等.廣域繼電保護(hù)及其故障元件判別問題的探討［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，40（5）：1～9

［2］李振興，尹項根，張哲，等.分區(qū)域廣域繼電保護(hù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與故障識別［J］.中國電機(jī)工程學(xué)報，2011，31（28）：95～103