配电自动化联合继电保护在配电网故障处理中的价值分析

摘 要：本文主要是阐述了配电网多级保护配合的可行性，分析了多级级差保护与集中式故障处理的协调配合以及多级级差保护与电压时间型馈线自动化的配合。

关键词：配电自动化；继电保护；故障处理

中图分类号：TM77 文献标识码：A

配电自动化作为当前智能电网中的重点部分，对供电提高可靠性，提升供电质量以及使得电网能够经济高效的运行具有重大意义。特别是多级保护与配电自动化配合和二级极差保护、三级极差保护的配置原则进行集中式故障处理，通过集中研究，发现了多级极差保护与电压时间型馈线自动化配合的原理，利用这种原理可以避免分支电路发生故障导致全部线路断电的情况发生。

一、配电网多级保护配合的可行性

1　基本原理

在农村的配电线路中，特别是针对供电半径比较长，开环分段数又比较少的情况下，如果线路出现了故障，该位置上游每个分段开关上的存在着明显差异的短路电流，采用电流定制和时间极差相互配合的保护方式最好，能够快速的将故障点实施切除。

但是针对供电半径比较短的城市配电线路中，就必须要根据线以后的时间级差对保护实施整合，如果线路上出现了故障，该位置上游的每个分段开关上短路电流存在的差异较小，所以不同的开关上想要设置不一样的电流定值可能性不大，这种情况下只能单纯的依靠延时保护动作时间来配合，有针对性的将故障点选择性的切除。

2　多级级差配合的可行性

多级级差的配合保护其主要目的指：经过10kV变电站上的出线开关以及10　kV上的馈线开关不同的设置出延时保护动作时间从而达到保护配合的需要。

系统想要缓解和避免短路电流所产生的冲击影响，变电站10　kV变压器的低压母线开关，应该将保护时间设置为最小的0.5s，这样可以在不影响上级制定的保护整定值情况下，在0.5s的保护时间里使得多级级差保护能够做到延时配合。

馈线断路器的开关通常机械动作时间会在30-40ms之间，而熄弧时间为10ms，保护响应的时间为30ms，所以馈线开关最好设置为0s的保护延时动作时间，一定要在100ms时间内进行故障电流的快速切断。10　kV变电站的出线开关最好设置为200-250ms的延时保护动作时间，这样可以保留着一定的级差，使其选择性得以保障，达到两级级差的配合保护。

3　三级级差保护配合的可行性

开关技术随着科学技术的高速发展进步神速，特别是永磁操动机构，以及无触点方面的驱动技术，明显的将保护动作时间得到减少。永磁操动机构就是根据工作参数上的配合与良好的设计，使得分闸时间缩短到了10　ms左右；而无触点的电子式分闸电路，使得分合闸驱动时间缩短到了1ms，并且快速保护机制能够在10　ms时间内就判断出故障。与上述的先进技术相结合，可以在30　ms时间内快速的将断路器上的故障电流断开消除。如果馈线开关的保护延时动作时间设置为0s，可以保证在30　ms左右内快速的将故障电流断开消除。馈线开关应该将保护延时动作时间设置在100-150　ms内，10　kV变电站的出线开关应该将保护延时动作时间设定在250-300　ms内，而开关侧的保护级差应该确保200-250ms的选择范围，得以达到三级级差的配合保护目的。

二、多级级差保护与集中式故障处理的协调配合

1　两级级差保护的配置原则

在两级级差的配合保护下，线路上所选用的开关组合类型以及保护配置的基本原则：

A：主干上的馈线开关应该选用负荷开关。

B：用户以及分支上的开关选用断路器。

C：变电站上的出线开关选用断路器。

D：用户以及分支上的断路器开关设定的保护延时动作时间应为0s，而变电站上的出线开关断路器设定的保护延时动作时间应为200-250ms。

上述的两级级差保护配置被采用之后，会有以下优点：

A：用户或分支上出现了故障，相应的用户或者分支会首先跳开断路器的闸，变电站中的出现开关就不会发生跳闸，这样不会突然出现全线上的停电事故，从而解决掉了停电用户应为开关馈线的故障而过多的问题。

B：避免出现开关发生多级跳闸以及越级跳闸的状况，处理故障时会比较的简单，减少操作的开关数量，恢复较快，时间较短，很好的解决了开关馈线引起的全断路器问题。

C：采用这种负荷开关的主干线比传统方式减少了很多的成本。

2　主干线上出现了故障采用两级级差配合保护下的，故障集中处理方式可以根据类型上的不一样，建议处理策略不同：

如果主干线为全架空的馈线方式处理步骤：

A：当馈线有故障时，变电站应该在出线断路器上及时的跳闸，以便将故障电流切断。

B：0.5s的保护延时之后，变电站中的出线断路器应该给予重合，如果能够重合就说明故障时瞬时性的，但是如果不能重合就说明故障是永久性。

C：根据主站上能够收集到的故障信息，及时的找出故障发生的区域。

D：对故障信息做出及时的记录，将故障区域做出隔离，恢复区域性的供电，并且相关信息及时的封存。

如果主干线是全电缆馈线方式处理步骤：

A：馈线出现故障时，就应该直接被确认为故障是永久性的，通过变电站上的出现开关断路器及时的做出跳闸以便将故障电流切断。

B：根据主站上能够收集到的故障信息，及时的找出故障发生的区域。

C：使用遥控将故障区域附近的开关实施分闸以便隔离故障，并且对无事故的区域恢复供电，将所有信息直接记录到故障永久性处理档案中。

如果用户或者分支出现故障时处理步骤：

A：切断用户或者相应分支上的断路器，使之故障电流断开。

B：如果跳闸分支或者用户断路器所使用的为架空支线，就需要将重合闸快速的控制，通过0.5s的延时保护之后实施重合。如果能够重合说明故障为瞬时性；如果无法重合说明故障为永久性；如果分支或者用户所带的为电缆支线，可直接判定故障为永久性的。

三、多级级差保护与电压时间型馈线自动化的配合

电压时间型馈线的自动化主要是根据重合器以及时间型电压分段器实施配合达到故障的隔离，并且恢复健全区域的技术方法。这种方式最为不足点就在于分支线出现故障，会造成整个变电站都出现断路跳闸事故，导致全线发生停电。

将电压时间型馈线与多级极差保护实施自动化的配合，能够有效的缓解和解决掉这些问题，主要的配置规则如下：

在10kV的变电站出线开关上应该设置重合器，并且还要加设200-250　ms延时保护动作。

在主干馈线中的开关应该采用时间型的电压分段器。

应该将断路器应用到用户开关以及分支开关上，并且加设0s延时时间保护动作，还要有一次延时为0.5s的快速重合闸的时间。

上述的配置被采用之后，如果主干线出现了故障，其处理过程应该跟常规的处理步骤一样；而分支或者是用户端发生了故障，首先要将断路器分支或者是用户端实施跳闸，当0.5s延时保护之后再给予重合，如果是故障为暂时性的可以恢复其供电，如果故障为永久性的，就一定要将开关再次闭锁，并且保持分闸状态使得故障隔离。因此，两级极差保护方式配合电压时间型馈线自动化方式，能够保障分支或者用户端出现故障时，不会导致整个线路发生停电事故。

变电站的分支开关、出线开关以及用户端开关可以直接实现三级极差性保护，这种方式与电压时间型馈线自动化相互的配合起来，如果主线路上出现了故障，在处理时的步骤应该与常规步骤一样；这样其中的某一用电户发生了故障，根本不会影响到线路上的其他用电户；还有某一支上出现了故障时，也不会造成整个主干线或者其他的分支出现停电现象。

结语

在农村的配电线路中，特别是针对供电半径比较长，开环分段数又比较少的情况下，采用电流定制和时间极差相互配合的保护方式最好，能够快速的将故障点实施切除。但是针对供电半径比较短的城市配电线路中，就必须要根据线以后的时间级差对保护实施整合。

保障整定值的基本前提下，可以运用弹簧储能操动机构实施上述的两级级差的整合保护，还可以不影响上级制定的保护配合；运用永磁操动机构配合无触点的驱动技术，就能够实施上述的三级级差整合保护，还可以不影响上级制定的保护配合。

负荷开关与断路器应该采用合理的配置，以及配电自动化配合多级保护实施故障集中式的处理，这样可以将停电的范围减小，还能保障用户停电的频率降低，使得供电可靠性得以提升。

电压时间型馈线自动化与所建议的多级级差保护方式相互配合，就能够有效的减少分支或者用户端发生故障时导致全线出现停电事故。

参考文献

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