配電網多級繼電保護配合的關鍵技術分析

王毅 曾翔 國網陜西省電力公司西咸新區供電公司

在現代社會中電力已經成為人們生產生活必需能源，電力的正常供應對社會運轉起到直接的影響。多數故障問題的發生是因為電力系統電氣設備故障或線路故障，故障的發生將導致部分區域出現電力“癱瘓”問題，針對電力故障頻發情況，需要積極應用多級繼電保護配合技術，確保電力系統的穩定、安全運行。

一、配電網多級繼電保護配合技術概念和基本原則

（一）配電網多級繼電保護配合技術相關概念

在電力行業中配電網運行分為正常運行、異常運行和故障狀態，正常運行狀態下，繼電保護處于待命狀態，異常運行狀態下，繼電保護將發出警報信息讓維護人員了解配電網運行情況，異常運行狀態下，繼電保護執行相應動作保護配電網系統。在多級繼電保護配合技術，能夠確保配電系統發生故障后通過多個繼電保護互相配合，確保配電系統穩定、安全運行，避免配電系統故障運行引發嚴重的電力事故，在電力系統中應用智能化技術、自動化技術，即使配電網運行過程中出現故障也能夠及時作出反應，將影響和損失降到最低。

（二）基本原則

為實現配電網多級繼電保護配合技術作用的充分發揮，在應用多級繼電保護配合技術時需要遵循以下原則：首先，有關人員應當按照繼電保護相關標準和安全標準規范，將繼電保護配合技術加以充分落實，當配電系統運行過程中出現故障問題不需要及時開展切斷作業，可以把斷路裝置中保護功能有瞬間調整成延時。其次，把斷路裝置調整為延時狀態后，最佳時間為0.3s以內，或者選擇彈簧儲能結構短路裝置，確保短路裝置具有更加良好的彈性效果。最后，對于配電系統中存在饋線電流，應當把斷路裝置設置成瞬間狀態，不然饋線電流發生故障后，短路裝置即使可在0.3s以內作出相應的反應，也將導致配電系統的運行效果產生影響，減少不必要的損失。

二、配電網多級繼電保護配合技術應用存在問題

（一）保護問題

在配電網系統中，多級繼電保護系統為其提供了有力的安全保障，但在配電網實際應用中難免出現部分繼電保護設施存在保護問題。導致繼電保護裝置出現保護問題的主要愿意表現在以下幾方面：首先，人為因素，在進行配電系統改造時，沒有對繼電保護系統進行相應的改造，導致繼電保護裝置的應用不符合當前配電網運行需求。其次。質量因素。現階段，在配電系統建設中越來越多的新技術、新設備應用其中，為確保電力輸送安全、穩定，人們對配電系統運行安全重視程度不斷提升，市場中繼電保護裝置種類、型號越發多樣，但是政府部門對電力行業產品售賣相關管理制度缺失，導致繼電保護裝置質量到不到有效地保障，不合格的產品應用在配電系統中不僅無法有效保護電氣設備，甚至對電力設備的正常運行產生影響。

（二）改造問題

現階段，隨著我國綜合國力的快速發展，人們生產生活對于電力需求量不斷提升，為確保配電系統安全、穩定運行，電網改造工程規模和數量逐漸增加。為保證改造質量，有關人員應用多接線、多分段方式對配電系統靈活性加以優化，確保任意地區，任意時間都能夠得到穩定的電力供應。但是，雖然用戶用電質量得到有效地提升，但是因為改造難度較大將對配電網改造實際應用效果產生一定的影響，同時配電系統自身存在較多的不穩定因素，對于繼電保護裝置的應用需要進行反復的考量[1]。

（三）管理問題

當配電系統發生變動后，需要對多級繼電保護裝置進行相應的調整，確保多級繼電保護能夠為配電系統運行提供安全支撐，但在實際的整定管理中存在部分問題。配電系統改造完成后，有關人員未及時開展整定工作，在此期間，配電系統的運行安全性得到保障。同時整定工作存在誤差也將對多級繼電保護配合技術的應用造成限制，當配電系統運行時出現運行故障時，無法及時提供保護，導致部分區域出現停電故障。因此，電力企業在完成配電系統改造項目后應當立即全面開展整定管理工作。

三、配電系統多級繼電保護配合關鍵技術

（一）三段過流保護

三段保護通常為三段式結構，第一段為瞬時電流保護、第二段為限時電流保護，第三段為過電流保護，第一段和第二段為主保護，第三段屬于后備保護。速斷保護是用過電流值確保其選擇性，能夠無延時對線路給予保護。時限保護的特點為保護范圍超過本范圍線路總長，同時用過動作時間和電流值確保其選擇性，和第一段構成主保護，也可視為第一段后備保護。過電保護特點為相比于第一段和第二段，其電流值較小，但是靈活度較高，做唄后備保護，需要動作時限和靈敏系數相互配合，方可確保其選擇性。

不同階段作用保護范圍也存在一定的差異。過電流保護范圍為保護線路全長直至下一回路；顯示電流保護范圍為保護線路全長或者為下一回路15%；瞬時電流保護范圍為保護線路全長，通常情況下設定為保護線路全長80%[2]。在配電系統中應用三段過流保護能夠達到以下作用：首先，故障定位，使用三段保護技術對配電系統運行過程中存在的故障加以隔斷保護時，不需要對配電系統內任何關系加以考慮，維護人員能夠及時借助三段保護了解到故障發生的具體位置。其次，判斷狀態，不管配電系統處于哪種運行狀態，通過三段保護都能夠根據配電系統運行狀態開展相應分析，使維護人員隨時了解某一線路運行狀態。隨著科學技術的不斷進步發展，三段保護技術一般情況下是基于差異化定值，所以能夠準確、快速區分線路情況，判斷是三相短路還是兩相短路，之后準確定位，從而有效提升配電系統多級繼電保護配合技術應用的可靠性、安全性。

（二）四段保護配合

繼電四段保護包括長延時保護、短延時保護、瞬時保護和接地故障保護。四段保護是環形配電系統中較為常見的一種多級繼電保護配合技術，當配電系統長期處于異常運行狀態時，電網聯絡開關為關閉狀態，系統饋線便通過轉帶效果，使系統中另外一條饋線負荷變動。同時，饋線電流將向反方向流動，此時若按照原定的電流參數進行調整，繼電保護配合技術將無法為配電系統提供保護。所以，為實現多級繼電保護配合技術作用的充分發揮，可對環形配電系統內所有設施配置相應型號功率元件，安設功率元件后，應當及時全面分析電力系統中存在的故障功率，按照分析結果設置兩種不同的參數，配電系統處于正常運行狀態時便能夠應用正常參數加以調整，當配電系統處于異常運行狀態時便可應用異常參數加以調整。

（三）多級級差保護配合技術

該技術是指應用變電站饋線開關、饋線開關，設置不同保護動作，并確保保護動作有限時間加以延遲，達到保護作用的同時排除故障。通常，為降低短路電流對配電系統所產生的影響，該技術應用把保護時限設置為1s左右，確保配電系統多級繼電保護配合技術作用的充分發揮。該技術的應用包括兩級級差和三級級差。應用兩級級差配合技術時因為負荷開關無法有效滿足分支開關和用戶開關標準，所以需要設置斷路器，將保護動作的延時設置為0s，主饋線開關選擇負荷開關，因為變電站的出線開關要求標準較高，所以需要選擇適用的斷路器，保護動作延時時間設定為200ms至250ms[3]。選擇兩級級差和三級級差配合技術能夠有效降低多級跳閘、越級跳閘情況發生，簡化故障處理，其次主干線不需要設置斷路器，可選擇負荷開關有效降低造價成本。最后若分支或用戶用電存在故障問題，斷路器便將立即跳閘，切斷故障。

四、總結

綜上所述，隨著我國經濟的不斷發展進步，人們生活生產用電量不斷提升，為確保為用戶提供更高質量的供電服務，需要對配電系統進行升級改造，并結合實際情況應用配電網多級繼電保護配合技術，為電力系統的安全、穩定運行提供保障，其中三段過流保護、四段保護配合、多級級差保護關鍵技術的應用能夠有效提升配電系統運行安全性、穩定性。