配电线路全线速切继电保护技术

焦文涛，李 果

巩义市供电公司，河南巩义 451200

在配电系统的运行中，分段式的过流保护只是保护线路中的一个部分，难以进行故障的全线速动，但是该保护技术越来越满足用户的需求。特别是用电的负荷逐步增加，且用户的要求也越来越高，其中对其可靠性和安全性的要求是继电保护的关键，这就需要对配电线路的继电保护进行改进和优化，进而满足用户不断增长的用电需求。

1 配电系统的速切保护原理分析

为了提高配电线路的运行效率和运行质量，需要对对配电系统进行继电保护，一般而言，在对配电系统的继电保护实践中，主要存在着两种方式，并且取得了显著的成效：一是自适应保护，即以检测到的一点信息为基础，应用相应的算法对系统进行保护，这是一种有效的保护方式，另一种是全线速切保护，即借助交换多端的信息实现对系统的保护。

在实践和理论的支持下，全线速切保护已经广泛的被使用，它体现了完善的继电保护性能，特别是在高压和超高压的输电系统中取得了良好的效果。为了降低成本，提高继电保护的性能，需要结合配电网系统的特点，构建相应的配电线路纵联保护系统。

在对配电系统的纵联保护系统中，主要存在两种形式，即闭锁式和允许式，前者作用的对象是外部的故障信息，当被保护设备的一侧保护感受为外部故障时，就会对对侧发生闭锁信号，导致其他各侧都停止运作。若是内部故障，各侧的保护也会迅速的跳闸；后者是对非本侧区外故障信号的传递，如果各侧都感受到非本侧区外故障，表明是区内的故障，并在相互之间发送信号，若是一侧感受到本侧区外故障，就不会相互发出允许信号，保护也不会误动。

为了提高配电系统的运行效率和质量，需要对其进行继电保护，在实际工作中，进行全线速切保护是一种有效的方式，其中应用最为广泛的是闭锁式和允许式，两种方式有着各自的特点和优势，并且保护原理不相同，但是在对配电系统保护方面都取得了显著的成效，起到了很好的保护作用。

2 配电系统的速切保护方案

2.1 闭锁式速切保护方案

输电系统中的故障判断元件一般为距离元件或者是方向元件，并且在系统运行中，采用的多是分段式过流保护，以便依据过流元件的动作情况正确的判定故障类型。下图是配电系统的结构图，用于说明配电系统的速切保护方案。

在配电系统的结构图中，若AG 是变电站的断路器，D 为手拉手开关，BCEF 可能是分段开关、负荷开关或者断路器。当该系统正常运行时，手拉手开关是断开的，这样就可以把体系看做是一个单电源的网络。以断路器A 处的保护为例，闭锁式速切保护分析如下：将分段开关B 和C 设置为断路器，进而实现对故障电流的切断，同时在分段开关中配置馈线终端或者是保护装置，进而实现对电流和电压的检测。这样当F1 点发生故障时，A 处元件就会检测到过电流，而B 处的元件就不会动作，进而得出故障的所在位置，即AB 之间，这样A 处就无法收到B 处的闭锁信息，进而实现A 与B 的跳开，就爱你姑故障进行阻隔。若B 和C 是负荷开关，就不具备切断故障电流的性能，因此需要借助断路器A，因此可以迅速的对故障进行定位和隔离。假设F2 点发生故障，A 处就会自动跳闸，进而切断了故障电流，在与B 处进行信息交换的基础上明确故障不是位于AB 之间，通过B 与C 处的信息交互可以确定故障的发生位置，这样在故障区域的开关会发生跳闸，其他相应的开关会合上，进而恢复对非故障区的正常供电。

在对配电系统的全线速切保护中，闭锁式具有快速性，进而有效的防止了误动作，同时保护动作具备较好的安全性和可靠性，实现了故障信号的有效传输。

2.2 允许式速切保护方案

在允许式速切保护中，需哟结婚族过流元件以及低电压和低电流元件，来实现对区外和区内故障的分析和判定。在配电系统的结构中，除了要对过电流进行检测以外，还要求配置的元件能够反映电压、电流的降低。

以对A 点的保护为例，假设故障发生在F1 点，这样过电流会经过A 处，B 处也会感受到电压的降低和电流的减小，在这一情形下，A 处会受到来自B 处的允许信号，快速的切除故障。然后，系统可以结合网络拓扑结构以及保护的判定结果，对故障进行隔离，并且快速的回复非故障区的供电。与此同时，在允许式方案中，还需要监视下游的电压情况，进而避免下游馈线空载运行引发的速切保护误动作。在对配电系统的实际保护中，允许式权限速切保护能够在较短的时间内对信号进行传递，动作快速性好，并且在运行中可以借助后备设备对故障进行切断，具备较好的安全性和可靠性。

通过以上分析可以发现，闭锁式和允许式都有着各自的优势和限制，前者需要实现对外部故障信息的传输，若是故障信息不能够及时的传递，可能会造成对侧保护的误动作，后者传输的是非外部故障信息，如果不能及时传递，会引起对侧保护缓动或是是拒动。可见，由于信号传递的不及时可能会因为系统保护问题的出现，需要在传统的阶段式保护的基础上，配合闭锁式或者是允许式速切保护，进而提高保护工作的快速性和便捷性，特别是允许式的动作速度快、反应灵活且配合方便。同时需要注意在利用权限速切保护时是对配电系统的主保护，难以对相邻的线路进行保护，这就需做到与后备保护工作相互协调。

3 结论

在传统的配电系统继电保护中，采用的多是分段式的过流保护，随着配电系统的不断发展和人们对供电需要的不断提高，该保护措施已经难以满足系统运行的需求。在电力的运行中，配电系统起着关键的作用，但是在配电系统的发展中，存在着诸多问题，如配电线路供电半径逐渐缩小与容量增加之间的矛盾，加剧了对系统过流保护和整定计算的困难，不利于整个系统的配合协调，进而对整个电力系统的安全有效运行带来了很大的威胁。为了为电力系统的运行提供一个完善的环境，本文提出的配电系统线路全线速切保护，采用纵联比较保护原理，结合配电网特点选用适当的通信方式，可以为配电线路提供全线无时限快速保护，对提高供电质量、保证电网安全稳定运行有积极意义。

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