論配電自動(dòng)化的應(yīng)用對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)定值整定的影響及整定建議

國(guó)網(wǎng)合肥供電公司 李鐵柱

論配電自動(dòng)化的應(yīng)用對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)定值整定的影響及整定建議

國(guó)網(wǎng)合肥供電公司 李鐵柱

在美英法德等歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，配電系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)已受到了廣泛的重視與認(rèn)可，并逐漸形成一整套完整的配電網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，其在改進(jìn)電能質(zhì)量、提高供電穩(wěn)定性以及降低運(yùn)行費(fèi)用、勞動(dòng)強(qiáng)度上發(fā)揮著極其重要的作用。此文旨在討論配電自動(dòng)化的應(yīng)用對(duì)國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)繼電保護(hù)定值整定的影響，并給予其建議，助其完善。

配電自動(dòng)化；配電網(wǎng)繼電保護(hù)；整定建議

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電能質(zhì)量以及供電可靠性的問(wèn)題日漸突出。配電自動(dòng)化作為智能電網(wǎng)建設(shè)工程的重要環(huán)節(jié)之一，在中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中已有較為廣泛的應(yīng)用，在提高用戶電能質(zhì)量和供電可靠性上起到了很大作用，但其繼電保護(hù)的配置及動(dòng)作需求與傳統(tǒng)模式均有較大區(qū)別，故而對(duì)當(dāng)前的配電網(wǎng)繼電保護(hù)定值整定產(chǎn)生了不小的影響。

1.配電自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)原則與應(yīng)用

1.1配電自動(dòng)化技術(shù)原則

配電自動(dòng)化在設(shè)計(jì)上應(yīng)做到標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，各供電區(qū)域內(nèi)的一二次設(shè)備及相關(guān)配電網(wǎng)絡(luò)接線方式應(yīng)滿足當(dāng)?shù)夭煌脩羧后w的用電需要。

配電自動(dòng)化在實(shí)現(xiàn)方式上應(yīng)當(dāng)依據(jù)所在區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、供電可靠性、電能質(zhì)量以及負(fù)荷性質(zhì)等要素進(jìn)行選擇[1]。

配電自動(dòng)化可采用差異化配置來(lái)實(shí)現(xiàn)配電終端的安置。關(guān)于兩遙與三遙的選擇，應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)與需求來(lái)確定。對(duì)于網(wǎng)架當(dāng)中的一般節(jié)點(diǎn)，可選擇兩遙，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)則應(yīng)選三遙配置。

配電自動(dòng)化區(qū)域中，繼電保護(hù)的配置需依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境情況、用戶需求以及發(fā)展水平來(lái)設(shè)計(jì)具體的配置標(biāo)準(zhǔn)，做到配電網(wǎng)保護(hù)的差異性配置。

1.2配電自動(dòng)化應(yīng)用

配電自動(dòng)化主要分為四種模式，分別是集中式、智能分布式、就地重合器式以及故障檢測(cè)。目前國(guó)內(nèi)使用較多的模式是集中式，其多應(yīng)用于A類及B類區(qū)域的供電管理，基本應(yīng)用原理如下。變電站的出線斷路器保護(hù)投跳閘，所帶開(kāi)關(guān)站、柱上開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)單元開(kāi)關(guān)等配電終端保護(hù)不投跳閘，僅在檢測(cè)到故障電流時(shí)將告警信號(hào)上傳至主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)根據(jù)終端檢測(cè)到的故障信息，結(jié)合變電站保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、開(kāi)關(guān)位置等信息綜合判斷，啟動(dòng)故障處理程序，確定故障類型和故障區(qū)段，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)定位隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù)[2]。

2.配電自動(dòng)化對(duì)于繼電保護(hù)定值整定的影響

對(duì)于未參與配電自動(dòng)化管理的供電區(qū)域及配電線路而言，其范圍內(nèi)的變電站出線斷路器、環(huán)網(wǎng)單元開(kāi)關(guān)以及開(kāi)關(guān)站等繼電保護(hù)裝置均投入跳閘，定值整定則按照我國(guó)《3～110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》相關(guān)要求予以執(zhí)行。在整定過(guò)程中應(yīng)考慮到速動(dòng)性、靈敏性、選擇性以及可靠性，做到上下級(jí)配合，在配網(wǎng)多級(jí)串供時(shí)常常難以滿足要求。而對(duì)于采用配電自動(dòng)化進(jìn)行供電管理的供電區(qū)域及配電線路，具有三遙的開(kāi)關(guān)站、柱上開(kāi)關(guān)以及環(huán)網(wǎng)單元等繼電保護(hù)，故僅以告警，不予跳閘。變電站出線斷路器作為本線路保護(hù)裝置，定值整定應(yīng)深入下級(jí)網(wǎng)絡(luò)，上下級(jí)之間的保護(hù)定值無(wú)需做到完全配合，當(dāng)下級(jí)線路出現(xiàn)故障時(shí)，借助于配電自動(dòng)化系統(tǒng)使其上級(jí)線路的供電系統(tǒng)得到恢復(fù)。

3.配電網(wǎng)保護(hù)配置與整定建議

通常來(lái)講，供電區(qū)域不同的配電網(wǎng)絡(luò)，其接線方式亦有較大差異，其中A類區(qū)域以電纜為主，B類區(qū)域則以電纜架空混合為主。就電纜網(wǎng)絡(luò)而言，以單環(huán)網(wǎng)和雙環(huán)網(wǎng)為主，架空網(wǎng)則以多分段適度聯(lián)絡(luò)為主。此兩者在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、保護(hù)配置、整定原則上具有一定差異性。

3.1電纜網(wǎng)絡(luò)保護(hù)配置與整定

電纜網(wǎng)絡(luò)單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)的保護(hù)配置要求其變電站所有出口斷路器均配置三段式電流保護(hù)，其由電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)以及三相一次重合閘組成。第一級(jí)環(huán)網(wǎng)單元的進(jìn)線與出線開(kāi)關(guān)皆需配置相應(yīng)的電流保護(hù)，第二級(jí)環(huán)網(wǎng)單元?jiǎng)t應(yīng)依據(jù)其需要來(lái)配置相應(yīng)的電流保護(hù)，或添加負(fù)荷開(kāi)關(guān)。

在多級(jí)轉(zhuǎn)供中，應(yīng)確保主網(wǎng)安全、設(shè)備安全，并將其作為第一要?jiǎng)?wù)，不能因?yàn)榕浜霞?jí)數(shù)過(guò)多而導(dǎo)致線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間被無(wú)限延長(zhǎng)。通常來(lái)講，變電站出口斷路器的限時(shí)電流速斷動(dòng)作時(shí)間應(yīng)少于0.6s。同時(shí)應(yīng)最大程度減少供電故障的影響范圍，保證前三級(jí)供電系統(tǒng)或前兩級(jí)供電系統(tǒng)做到完全配合，時(shí)間級(jí)差應(yīng)控制在0.3s，符合條件的地區(qū)在開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上可適當(dāng)減少保護(hù)級(jí)差時(shí)間，從而增加保護(hù)完全配合級(jí)數(shù)。

變電站出口斷路器電流速斷保護(hù)應(yīng)按照躲過(guò)線路末端故障短路電流來(lái)整定，時(shí)間可設(shè)置為0s。限時(shí)電流速斷應(yīng)按照躲過(guò)所帶環(huán)網(wǎng)單元用戶的常見(jiàn)低壓故障來(lái)整定，并與下級(jí)環(huán)網(wǎng)單元配合，可將其時(shí)間設(shè)置為0.3～0.6s。過(guò)流保護(hù)應(yīng)當(dāng)與下級(jí)環(huán)網(wǎng)單元出線進(jìn)行配合，其時(shí)間可設(shè)置為1s。

常規(guī)環(huán)網(wǎng)單元開(kāi)關(guān)以及開(kāi)關(guān)站進(jìn)線斷路器的保護(hù)整定應(yīng)當(dāng)與變電站的出口保護(hù)進(jìn)行配合，其時(shí)間依據(jù)級(jí)差可調(diào)整為0.1s，不予跳閘。環(huán)網(wǎng)單元開(kāi)關(guān)或開(kāi)關(guān)站出線斷路器保護(hù)定值應(yīng)當(dāng)依據(jù)層級(jí)不同分別設(shè)置，第一級(jí)出線保護(hù)應(yīng)當(dāng)與變電站出口斷路器保護(hù)相配合，時(shí)間級(jí)差設(shè)置為0.3s，其他級(jí)出線保護(hù)亦應(yīng)與上級(jí)保護(hù)做到配合，時(shí)間級(jí)差也應(yīng)設(shè)置為0.3s。

配電自動(dòng)化的環(huán)網(wǎng)單元以及開(kāi)關(guān)站終端保護(hù)設(shè)備均投入過(guò)流保護(hù)，但不投跳閘，并應(yīng)實(shí)現(xiàn)整定計(jì)算上的精簡(jiǎn)化。通常來(lái)講，可按照線路所能允許最大負(fù)荷電流Ifhmax的倍數(shù)整定，環(huán)網(wǎng)單元或開(kāi)關(guān)站進(jìn)線開(kāi)關(guān)將其過(guò)流定值設(shè)置為1.6Ifhmax，出線開(kāi)關(guān)的過(guò)流定值設(shè)置為Ifhmax，上述所有過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間均應(yīng)設(shè)定成0s。

3.2架空網(wǎng)絡(luò)保護(hù)配置與整定

架空網(wǎng)絡(luò)多分段適度聯(lián)絡(luò)的保護(hù)配置要求其變電站出口斷路器應(yīng)當(dāng)配置帶方向的三段式電流保護(hù)裝置，其主要組成部分包括電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)、過(guò)電流、過(guò)負(fù)荷告警、三相一次重合閘等原件。區(qū)域聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)均應(yīng)配置相應(yīng)的電流保護(hù)裝置，分段開(kāi)關(guān)則應(yīng)依據(jù)其用途與需求安裝負(fù)荷開(kāi)關(guān)或電流保護(hù)。

變電站出口斷路器電流速斷保護(hù)應(yīng)按照躲過(guò)本線路末端最大三相短路電流或線路上配電變壓器低壓側(cè)最大三相短路電流來(lái)整定。對(duì)于用戶較多的變電線路，可依靠重合閘來(lái)提高線路供電的可靠性。限時(shí)電流速斷保護(hù)應(yīng)按照躲過(guò)線路上配電變壓器的低壓側(cè)最大三相短路電流來(lái)整定，同時(shí)應(yīng)保證本線路末端常規(guī)金屬性故障有規(guī)程要求的靈敏度。過(guò)電流保護(hù)應(yīng)按照躲過(guò)最大負(fù)荷電流來(lái)整定。

對(duì)于常規(guī)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，應(yīng)將其保護(hù)投跳閘，作為下一級(jí)被帶線路的主保護(hù)，在架空線路保護(hù)上具有重大作用，變電站出口斷路器的三段式保護(hù)可視為整個(gè)聯(lián)絡(luò)線路的后備保護(hù)。一般來(lái)講，常規(guī)分段開(kāi)關(guān)的保護(hù)不需投跳閘，只有在線路過(guò)長(zhǎng)、變電站出口斷路器保護(hù)沒(méi)有靈敏度時(shí)，方才參與保護(hù)配合，投入跳閘出口。其定值按照躲過(guò)線路負(fù)荷電流整定，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間設(shè)置為0s。

配電自動(dòng)化的柱上開(kāi)關(guān)均應(yīng)投入過(guò)流保護(hù)，但不投跳閘，一般按照線路允許最大負(fù)荷電流 Ifhmax的倍數(shù)整定。線路主干開(kāi)關(guān)（包括分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)）過(guò)流定值可整定為1.6Ifhmax，線路分支開(kāi)關(guān)過(guò)流定值可整定為 Ifhmax，以上開(kāi)關(guān)過(guò)流動(dòng)作時(shí)間均設(shè)定為0s[3]。

4.結(jié)束語(yǔ)

配電自動(dòng)化的應(yīng)用對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)定值整定產(chǎn)生的影響將日趨顯現(xiàn)，這也是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷深化，各級(jí)繼電保護(hù)整定人員應(yīng)積極適應(yīng)這一變化，針對(duì)不同接線、不同控制方式區(qū)別對(duì)待，及時(shí)調(diào)整保護(hù)整定原則，更好地體現(xiàn)保護(hù)“四性”要求，提高用戶供電質(zhì)量和可靠性。

[1]鐘毓銘.配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究[J].科技與企業(yè), 2013(11):147-147.

[2]吳崇華.淺談對(duì)地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)定值整定工作的分析及防控措施[J].中國(guó)科技博覽, 2012(36):57-58.

[3]張小龍.論配網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算中的常見(jiàn)問(wèn)題和對(duì)策[J].電子技術(shù)與軟件工程, 2015(21):237-237.