論配電自動化的應(yīng)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

論配電自動化的應(yīng)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(shù)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(luò)管理系統(tǒng)，其在改進電能質(zhì)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(yīng)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(zhì)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(shè)工程的重要環(huán)節(jié)之一，在中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中已有較為廣泛的應(yīng)用，在提高用戶電能質(zhì)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(dāng)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(guān)技術(shù)原則與應(yīng)用

1.1配電自動化技術(shù)原則

配電自動化在設(shè)計上應(yīng)做到標準統(tǒng)一，各供電區(qū)域內(nèi)的一二次設(shè)備及相關(guān)配電網(wǎng)絡(luò)接線方式應(yīng)滿足當(dāng)?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(yīng)當(dāng)依據(jù)所在區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)的特點、供電可靠性、電能質(zhì)量以及負荷性質(zhì)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(guān)于兩遙與三遙的選擇，應(yīng)當(dāng)依據(jù)實際網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)與需求來確定。對于網(wǎng)架當(dāng)中的一般節(jié)點，可選擇兩遙，關(guān)鍵節(jié)點則應(yīng)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(dāng)?shù)丨h(huán)境情況、用戶需求以及發(fā)展水平來設(shè)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(yīng)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(yīng)用于A類及B類區(qū)域的供電管理，基本應(yīng)用原理如下。變電站的出線斷路器保護投跳閘，所帶開關(guān)站、柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)單元開關(guān)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(jié)合變電站保護動作信號、開關(guān)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(fù)[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(guān)以及開關(guān)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(guān)要求予以執(zhí)行。在整定過程中應(yīng)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(guān)站、柱上開關(guān)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(yīng)深入下級網(wǎng)絡(luò)，上下級之間的保護定值無需做到完全配合，當(dāng)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(fù)。

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(luò)，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(luò)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(luò)為主。此兩者在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、保護配置、整定原則上具有一定差異性。

3.1電纜網(wǎng)絡(luò)保護配置與整定

電纜網(wǎng)絡(luò)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(guān)皆需配置相應(yīng)的電流保護，第二級環(huán)網(wǎng)單元則應(yīng)依據(jù)其需要來配置相應(yīng)的電流保護，或添加負荷開關(guān)。

在多級轉(zhuǎn)供中，應(yīng)確保主網(wǎng)安全、設(shè)備安全，并將其作為第一要務(wù)，不能因為配合級數(shù)過多而導(dǎo)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(yīng)少于0.6s。同時應(yīng)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(yīng)控制在0.3s，符合條件的地區(qū)在開展相關(guān)實驗的基礎(chǔ)上可適當(dāng)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(yīng)按照躲過線路末端故障短路電流來整定，時間可設(shè)置為0s。限時電流速斷應(yīng)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(shè)置為0.3～0.6s。過流保護應(yīng)當(dāng)與下級環(huán)網(wǎng)單元出線進行配合，其時間可設(shè)置為1s。

常規(guī)環(huán)網(wǎng)單元開關(guān)以及開關(guān)站進線斷路器的保護整定應(yīng)當(dāng)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(guān)或開關(guān)站出線斷路器保護定值應(yīng)當(dāng)依據(jù)層級不同分別設(shè)置，第一級出線保護應(yīng)當(dāng)與變電站出口斷路器保護相配合，時間級差設(shè)置為0.3s，其他級出線保護亦應(yīng)與上級保護做到配合，時間級差也應(yīng)設(shè)置為0.3s。

配電自動化的環(huán)網(wǎng)單元以及開關(guān)站終端保護設(shè)備均投入過流保護，但不投跳閘，并應(yīng)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(guān)站進線開關(guān)將其過流定值設(shè)置為1.6Ifhmax，出線開關(guān)的過流定值設(shè)置為Ifhmax，上述所有過流保護動作時間均應(yīng)設(shè)定成0s。

3.2架空網(wǎng)絡(luò)保護配置與整定

架空網(wǎng)絡(luò)多分段適度聯(lián)絡(luò)的保護配置要求其變電站出口斷路器應(yīng)當(dāng)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(luò)開關(guān)均應(yīng)配置相應(yīng)的電流保護裝置，分段開關(guān)則應(yīng)依據(jù)其用途與需求安裝負荷開關(guān)或電流保護。

變電站出口斷路器電流速斷保護應(yīng)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(cè)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(yīng)按照躲過線路上配電變壓器的低壓側(cè)最大三相短路電流來整定，同時應(yīng)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(yīng)按照躲過最大負荷電流來整定。

對于常規(guī)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，應(yīng)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(luò)線路的后備保護。一般來講，常規(guī)分段開關(guān)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(shè)置為0s。

配電自動化的柱上開關(guān)均應(yīng)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(guān)（包括分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)）過流定值可整定為1.6Ifhmax，線路分支開關(guān)過流定值可整定為 Ifhmax，以上開關(guān)過流動作時間均設(shè)定為0s[3]。

4.結(jié)束語

配電自動化的應(yīng)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(shè)的不斷深化，各級繼電保護整定人員應(yīng)積極適應(yīng)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(zhì)量和可靠性。

[1]鐘毓銘.配電網(wǎng)自動化繼電保護技術(shù)應(yīng)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(shù)與軟件工程, 2015(21):237-237.