配電網多級繼電保護配合技術研究

摘要：在電網的主網中出現故障的時候，通過使用繼電保護裝置快速地、不受干擾地與配電自動化裝置配合使用，對于處理主網故障來說效率非常高。文章對繼電保護裝置的配合中存在的問題以及解決辦法進行了探討。

關鍵詞：配電網；多級繼電保護；配合技術；繼電保護裝置；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）32-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.010

本文對配電網多級繼電保護配合中所出現的條件用相關參數進行表達，并進行了一系列的推導，得出相應的極值條件。使用典型的例子和電路圖引入了四種保護電路配合的方式，對每一種配合方式都有詳細的介紹，闡明了它們之間的關系。

1 三段式過流保護配合的饋線長度

1.1 傳統的三段式過流保護配合的饋線長度

以上就是關于多級繼電保護的相關計算，其中的相關參數均為常用參數，代表意義也是繼電保護計算中常用的意義。

根據以上推導出來的關系式，就可以對多級繼電保護進行相關計算了，再將計算結果進行比較和取舍，得到最終的結果。

1.2 根據不同的取值確定饋線長度

在現實生活中，由于配電網的線路的復雜性以及事故多發性，傳統的解決方式——三段式電流保護在實際情況中并不能很好地保障電路的安全性，這種方式主要根據線路的不同而確定不同的饋線長度，但是沒有人能夠預先知道故障發生的范圍，所以這種三段式保護方法的實際意義不大。然而繼電保護裝置的實際應用性很高，原因是繼電保護裝置在電路故障發生時，通常采用兩種計算值，無論是哪一種短路故障，繼電保護裝置都會采用相應的電流定值來解決問題，很好地保護了電路的安全。電路間常發生的故障就是短路，短路的情況分為兩種，繼電保護裝置會根據不同情況進行電流整定。

由以上計算可以得出在不同情況下各級保護曲面的短路容量的極限值，根據繪制出的圖像就可以比較兩種電路保護方式的不同之處。

在一定外界條件都相同時，可得到兩種電路保護方式的優勢和劣勢所在，顯而易見，在改進的保護方式中，對于電路的保護效果更加明顯和可靠。

2 對多級三段式過流保護的分析

由以上計算公式可以很容易地得到多級的三段式過流保護在一定的限定條件下的極限值，也可以得到三段式過流保護裝置中最多可以配置的級數，可以根據饋線長度的極值與實際情況下饋線的長度做比較，就可得到級數的相關限定。通過相關分析比較，就可以得出級數與饋線長度的關系，根據饋線長度來選擇三段式過流保護裝置中級數的多少。這可以分為兩種情況：一種是饋線長度遠小于實際長度的情況，在這種情況下只能選擇n級的保護裝置，而當實際長度處于條件極值的中間范圍內時，就能增加一級保護裝置，這個增加的保護裝置屬于附加的，所以此級的安裝情況可以視情況而定，不必過于符合原線路的安裝規定。在輻射狀電路當中就可以采用這種方便的方式來限制保護裝置配置的級數大小；另一種是與上面簡單的線路相比來說，還存在著較為復雜的環狀線路，在確定這種線路上的保護裝置級數的時候，就要多方面綜合考慮，不僅要考慮線路在正常工作時的線路保護裝置，還要考慮到線路狀態不佳時多級保護的狀況，此時會出現兩側饋線的配合的狀況。這種情況出現后，在線路正常工作的狀態下設定好的保護裝置參數在此時將會出現問題，無法繼續使用。

因此，為了解決多級保護電路在環狀電路中使用的問題，需要在其線路中增加一些保護裝置控制其功率大小，從而實現線路保護。故障功率方向元件就是這樣一個保護裝置，這種元件的保護原理如下：當線路處于正常工作狀態時，按照之前設定好的參數進行保護就可以了；而當線路出現故障時，就啟用另外一套參數，進而實現多級線路的保護。

3 在配電網中的多級配合方法

在配電網中存在著兩種基本的繼電保護配合方法，四種基于兩種方法的配置模式，在表1中對這4種模式的相關參數進行詳細的陳列。

3.1 第一種配合模式

第一種配合模式只采用了三段式過流保護的配合模式，根據表1可以查出該線路的保護裝置的保護動作延長時間。這種配合模式相對來說比較簡單，所以當出現故障時，波及的范圍較廣，發生故障時的可控制性不強，但是也有一定的好處，即在主干線上進行多級的繼電保護配合，將保護程度提高到了一定范圍。

3.2 第二種配合模式

第二種配合模式單純地采用了第二種保護方式，即采用延長時間級差的方式對線路進行保護，是由三級延時級差保護裝置配合起來使用的，分別在出線處、支路上以及次支路上設置了斷路器，這些斷路器的延長時間也可以在上表中查到。這種模式采用第二種配合方式來進行保護電路，能夠實現不同故障下的配合。其優勢在于主線與支線之間的干擾小；當支線出現電路故障時不會對主線路上的用戶造成影響，在次分支線路上的故障不會影響支路用戶。這樣一來，故障的影響范圍就很大程度上縮小了，但是這種配合方式不適用于要立即處理故障的電路。

3.3 第三種配合模式

這種配合模式是使用兩種方式結合的配合模式，在出線處使用第一種或是第二種保護方式，而在分支上采用第二種保護模式，在配電網中，出線與分支線路上的延時保護裝置之間可以配合起來，實現延時時間為零。

這種模式的優勢之處顯而易見，在上述兩種配合方式中不能單獨應用的環節，在第三種得到了解決，實現了在需要即時處理的故障線路上也能正常行使保護功能。但是這種方法受限于所在線路使用饋線的規格，當饋線規格不符合要求時，就容易出現配合上的問題，而且配合的時候也需要一定的條件。

3.4 第四種模式

這種模式依舊是兩種配合模式的配合使用，但是與第三種配合模式不同的是在主干線上僅采用第一種保護模式，在分支以及次分支上采用第二種保護模式。這種模式的具體使用方法還要依據主干線上的第一種保護模式的具體段數，這決定了主干線上與分支線路上以及次分支線路上的段數配合情況，但是具體的配合方式都是延時級差配合方式。在此線路中存在四級的三段式過流保護裝置配合，主線上的斷路器與分支以及次分支上的斷路器互相配合的段數不同，產生的延時時間也會有所不同，這些斷路器ABC-A1、B1、C1、D1、D2-A11、B21、D11、D12之間的配合模式結合了兩種保護方式。

第四種模式將以上三種模式沒有解決的問題都有所解決，使得保護模式更加適合多種線路，也能保證主線路與分支之間的故障不會相互干預，但是這種模式的各種斷電器配合方式復雜，有延時時間，而且在發揮優勢時需要處在特定的情況下。

4 結語

通過對配電網多級繼電保護配合技術的探討，可以發現在繼電保護中還存在著一些尚未解決的問題，但是根據對以上四種模式的探討，可以發現在配電網中，在不同的電網系統中需要應用合適的模式進行電路保護，所以在目前技術條件有限的情況下，需要對各種模式進行深入了解并應用到合適的電網中去，對配電網的安全進行保障。

參考文獻

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[2] 朱林，段獻忠，蘇盛.基于證據理論的數字化變電站繼電保護容錯方法[J].電工技術學報，2011，（1）.

作者簡介：謝珂（1979-），男，四川內江人，南京南瑞繼保電氣有限公司工程師，研究方向：電力自動化設備二次集成項目管理。

（責任編輯：黃銀芳）