电网中配电线路继电保护配置的改进措施 关昕贵州电网公司都匀供电局贵州都匀５５８０００ 【摘要】本文将对传统的保护原理和配置方式进行分析，指出存在的问题。论证了配备新型装置的必要性和可行性， 提出了将成 熟的纵联保护原理与网络通信技术相结合，构成中低压系统纵联保护的改进措施。 【关键词】继电保护装置 改进措施 中图分类号：ＴＭ７７４文献标识码：Ａ文章编号：１ ００９—４０６ ７（２Ｏ１Ｏ１ｌ Ｏ－２０６—０１ １中低压线路继电保护配置的现状以及存在的问题 １．１线路继电保护配置的现状 （１）目前，选择性、灵敏性、速动性和可靠性是对继电保护装置的四项 基本要求，也是分析、评价继电保护装置性能优劣的重要标准。下面就结合 这些指标，对当前配网保护的情况进行分析。 （２）针对３５ｋＶ及以下电压等级中低压系统，从电网结构上看主要有单 电源辐射性结构、“手拉手”供电结构、可重构的配电网结构以及与地方小 电源并网连接的双电源结构等。对于前三种电网结构，其继电保护目前基 本上仍是阶段式（三段或二段）时限配合的电流保护、电压闭锁电流保护等。 用“母线２电压降低（或有较大变化量），但所有出线过流元件都不作”作 为故障不在母线２下游出线上的判据。满足该判据时立即向保护Ｋ１发允许 信号，如果Ｋ１过流元件动作，说明故障一定在线路Ｌｌ上或母线２上，Ｋ１在 接到变电站２发来的允许信号后可以立即跳闸，快速将故障切除。如果Ｋ１ 的过流元件不动作，说明被保护区域内没有故障，即使收到允许信号也不会动 作。Ｋ１处过流元件动作，但收不到允许信号时，可能对应两种情况，一种是 故障在母线２下游，不满足发送允许信号的条件；另～种情况是２处信号已 经发出，但因通道问题导致Ｋ１没有收到。在此情况下，保护Ｋ１仍按传统的 阶段式保护原则动作，经预定的延时配合后跳闸。 由上所述，这种纵联保护可以称之为“允许式加速保护”，收到允许信号 （３）阶段式时限配合的电流保护、电压闭锁电流保护和距离保护，通过 定值、时限的配合来获得选择性，从原理上就决定了每条线路中仅有部分区 段中的故障能够被无延时地快速切除，其余部分的故障则要经０．３～０．５ｓ或 更长的延时后才能切除，使故障有较长的持续时间。 １．２线路继电保护配置存在的问题 时，就将阶段式保护中第二段或第三段的延时短接掉，不经延时直陵跳闸，而收 不到允许信号时，其性能还是传统的阶段式保护。单电源“手拉手”供电线路、 带环网柜的配电线路都可以应用这种“允许式加速保护 实现陕速故障切除。 ３移动网络通信技术的相合 ３．１光纤通道 中低压系统故障的延时切除，虽不会造成系统失步、大面积停电等极其 严重的后果，但仍会有较大的危害，主要表现在以下几个方面： 在有条件敷设光纤的情况下，应尽量应用光纤来传输继电保护信号。光 纤传输容量大、可靠性高、多种业务复用方便、传输及切换延时小，完全 能够满足纵联比较式继电保护对通信通道的要求。近几年随着配电自动化技 术的兴起，许多配电变电站、开闭所、开关站、环网柜、甚至配电变压器 等处都已经敷设光纤线路，利用这些光纤设施，在不需要增加太多设备和 投资的情况下，就可以构成纵联原理的配电线路继电保护 ３．２专线通道 专线通道就是为传送继电保护信号专门设立的有线通道。该专线可以 是双绞线、同轴电缆，甚至也可以是普通的控制电缆。这种通道仅用在被 （１）故障切除时间加长将可能导致故障设备及相邻设备严重烧毁，甚至 引发火灾、爆炸等灾难性事故，使故障影响扩大，危害程度增加。 （２）在电动机负载较多的情况下，可能会引发电压稳定性问题，造成甩负 荷现象。 （３）故障的延时切除，可能会导致本属于瞬时性的故障发展成永久性故 障、两相故障发展成三相故障，使重合闸的成功率降低，故障的危害程度加大。 （４）电网改造后，配网与电源间的电气距离变短，系统的短路容量增加， 短路的危害性更大，延时切除故障可能会造成更为严重的结果。 ２关于中低压线路继电保护配置的改进措施 （１）纵联电流差动保护、纵联方向比较式保护的原理已经十分成熟，并 保护线路较短的场合（例如在大型工矿企业中），允许信号宜以开关量（即继 电器干接点）的形式传输。这种通道基本不存在延时，在专线长度不太长 的情况下可靠｝生也比较高。 ３．３电力线载波 已在超高压系统、高压系统以及部分中低压联络线中得到广泛应用，取得 了十分成功的运行经验和理想的运行效果。 （２）从理论上讲，应用于高压及超高压系统的纵联比较原理和技术都可 以应用于中低压的配电系统。但受成本、投资和维护工作量等方面的， 且考虑到配网保护在速动ｌｆ生和可靠性的要求不如高压及超高压系统严格，所 以应根据配网系统的特点，在满足基本要求的基础上对保护系统的构成适当 简化。 ・ 在高压和超高压系统中，电力线载波曾是纵联保护交换信息的主要形 式，随着光纤技术的引入，其应用有所减少，但目前在双重化保护配置中， 通常还是有一套纵联保护应用电力线载波通道。在中低压配电系统中，也 可以应用载波来传输纵联保护信号，但中低压线路通常有较多分支，如果每 个分支的末端都装设阻波器和结合设备，投资会比较高，如不装设阻波器， 信号衰耗可能比较大。所以，这种模式适合没有分支线的配电线路。 ３．４无线电台 （３）在纵联比较式保护中，纵联信息的利用有两种方式，即闭锁式和允许 式。从信息交换和利用的角度来说，闭锁式保护交换的是外部故障信息，只要 任何一侧感受为外部故障，就说明是外部故障，感受外部故障的一侧向对侧发 出闭锁信号，使两侧都不动作；而在两侧都感受不到外部故障时，说明为内部 故障，互不发闭锁信号（即不必交换信息），两侧保护都能快速跳闸。 （４）理论分析和运行经验都表明，闭锁式和允许式备有优缺点。闭锁式 在采用“允许式加速”方案的情况下，应用无线电台传输信号比较方 便，在被保护线路的末端，仅需要装设一个定向的无线发射机，而在首端 仅需安装一台接受机 在末端感受到“非外部故障”的情况下，启动发射机 发送信号，只要首端能够收到该信号，就允许加速其保护。这种通信方式 存在的缺点是只能用于通信视野较好的平原地区，在有较多高大建筑物的 城市或多山地区无法应用。此外，普通无线电台有一定的发射启动时间，应 设法将该时间在允许的范围内（比如不大于几十毫秒）。 需要传输外部故障的信息，若外部故障时闭锁信息不能及时传到对侧，则有可 能导致对侧保护误动作；允许式保护需要传输“非外部故障”的信息，在非外 部故障的情况下，若不能将允许信息传送到对侧，则可能导致对侧保护拒动。 统这时通常线路末端不装 ？粤 姜 苎 要 ， ，ｌ圆 ： ｌ Ｌ￥ ｌ ： 二一 ５结语 中低压电网的发展和变化，给继电保护带来了一些新的问题，同时也 提出了更加严格的要求，传统的保护原理和配置方式已经难以满足现代电 网的需要，电网迫切需要配备性能更加优越的继电保护装置。在这种情况 下，有关部门不应该再墨守传统的保护配置思想，应在中低压电网中大力 设断路器、电流互感器和保 护装置，被保护线路ＩＪ１全线ｌ温妇 的故障以及下一级变电站母ｆ ——… …～…～— 线２的故障都应该由保护 Ｋｌ动作跳闸。 在这种情况下，可以利 ｌ 阉 图１单侧电源配电线路 装置 推广应用无延时的快速保护。本文在这方面作了初步的探讨，目的是希望 引起有关部门的重视，进一步加强对用量大、问题较多、急需改进的中低 压电网继电保护的研究。 ２０６ 中国电子商务《２０１０．１０
