對配網自動化終端重合閘配置的改進方案

劉配配，胡烈良

（廣東電網有限責任公司韶關供電局，廣東 韶關512000）

山區配網架空線路因電源布點較少、負荷分散導致供電半徑長，供電半徑超過15 km線路普遍存在，且沿線樹木較多、地形復雜，線路故障時查找故障點極為困難，因此合理布置配網自動化分段開關、準確定位故障區段，對于有效提升消缺速度、助力快速復電尤為重要。部分地區小水電資源豐富，中壓配網線路發生故障時，直接T接在線路上的小水電源未及時與系統解列，會造成站外負荷開關不能及時失電分閘，發生開關越級跳閘擴大停電范圍的現象，也可能發生負荷開關誤閉鎖，造成瞬時故障不能正常復電的現象，因此含小水電的中壓配網線路保護推薦采用電流級差技術路線[1-2]。由于變電站內保護級差限制，110 kV站點的站外中壓配網線路一般只有兩級級差，35 kV站點的站外中壓配網線路一般只有一級級差，山區中壓配網架空線路保護整定普遍存在分段或支線開關級差不足的困難[3]。

城區范圍內中壓配網較多使用電纜線路，負荷較為集中，用戶數量多，一般采用開關柜接線，為準確區分干線故障與支線故障，縮小故障影響范圍，中壓配網線路保護推薦干線采取電壓-時間邏輯、支線采取繼電保護的技術路線[4]，但因電纜故障電流較大，較為容易就能達到站內速斷保護的動作電流值，支線開關與站內開關存在同跳的可能性較大[5-6]，城區中壓配網電纜線路保護整定普遍存在有效區分支線故障與干線故障的難題。

針對以上2種中壓配網線路保護整定存在的困難開展分析研究，針對性地提出了相應解決方案。

1 重合閘糾正法

針對分段開關級差不夠用的問題，提出投入重合閘糾正的方法。中壓配網架空線路保護整定在采用重合閘糾正法之前，線路上的分段開關保護延時一樣且均在2個開關保護范圍內時，兩開關發生同跳，此時無法準確定位故障區段。采用重合閘糾正法之后，假設故障點在后一級分段開關之后，當無級差的兩級分段開關因故障跳閘后，前一級分段開關第一次重合閘成功并復歸，后一級分段開關再次重合，若后一級分段開關重合于故障，則會啟動后加速保護跳閘，此時后一級分段開關不再重合，前一級分段開關因重合閘已復歸，此時可通過第二次重合，準確將后一級分段開關后段的故障區段隔離，最大化減少故障影響范圍。

圖1 10 kV F19乙線（架空線路）單線圖

以站內10 kV母線三相短路電流為10000 A計算，若75號桿（80 m/桿）發生三相短路故障，故障電流為2016.6 A，達到分段開關45T1、72T1過流I段定值，動作序列圖如圖2所示。

如圖2所示，0 s時45T1、72T1同時跳閘，8 s后45T1重合，23 s時45T1重合閘復歸，25.01 s后72T1重合于故障，25.02 s時45T1、72T1再次同時跳閘，33.03 s時45T1可實現第二次重合，從而72T1準確隔離故障。

表1 10 kV F19乙線各開關保護定值

圖2 10 kV F19乙線75號桿故障時開關保護動作序列圖

重合閘糾正法的優點是在不增加設備投資的情況下可增加一次重合閘，提高重合閘成功率，可有效縮小故障區段；通過延長重合閘時間可有效實現小水電源與系統解列。但也存在一定弊端，該方法須清楚掌握各廠家開關的重合閘復歸時間，定值配合計算時略微復雜，且線路尾端開關重合閘時間可能較長。

表2 10 kV F18甲線各開關保護定值

2 插空法

針對電纜線路故障電流大，分接箱支線開關發生與站內開關同跳的情況，本文提出了插空法。在采用插空法之前，中壓電纜線路支線開關后段發生故障時，因故障電流大，支線開關與站內饋線開關均達到保護定值，將會同時跳閘，跳閘后站內開關啟動重合閘，電纜線路的主干分段開關按次序得電合閘，當故障點所在的支線開關先于該支線的上一級分段開關重合閘，當支線開關重合于故障后將導致故障支線開關與站內饋線開關再次同時跳閘，造成整條中壓電纜線路停電。在采用插空法之后，支線開關與站內饋線開關同時跳閘后，從站內饋線開關、主干分段開關逐級得電合閘，支線開關插空重合，若支線開關重合于故障，加速跳閘不再重合，站內開關第二次重合，負荷開關依次得電，準確隔離故障區段。

以站內10 kV母線三相短路電流為10000 A計算，若公用一配電站603開關后段永久故障，故障電流達到9000 A，站內518開關與公用配電站一603開關同時跳閘，動作序列圖如圖3、圖4所示，0 s時站內518、公用配電站一603開關同時跳閘，8.05 s站內518開關重合，50.06 s公用配電站一601得電合閘，60.06 s公用配電站一601開關Y分閘閉鎖結束，62.07 s公用配電站一603開關重合，62.08 s時站內518、公用配電站一603開關再次同時跳閘，70.13 s站內518開關重合，112.14 s公用配電站一601開關得電合閘，126.15 s公用配電站一602得電合閘，140.16 s公用配電站二601得電合閘，至此公用配電站一603開關成功精確隔離故障。

圖3 10 kV F18甲線（電纜線路518）單線圖

圖4 10 kVF18甲線（518）公用一配電站603開關后段故障時開關保護動作序列圖

該方法優點是通過合理設置支線開關的重合閘時間，站內開關兩次重合實現精確隔離故障區段，保證非故障區段可靠供電。不足之處是，若電纜分接箱超過3個，非故障區段恢復供電可能超過3 min，整個動作過程較長，且開關多次分合，可能對機構造成沖擊。

3 結束語

通過重合閘糾正法可有效解決含小水電的配網線路分段開關采用級差保護存在的級差不足問題，通過插空法可有效解決電纜線路支線開關重合閘保護動作準確率，這2種方法已在韶關供電局中壓配網線路保護整定中推廣應用。