配电网多级继电保护配合的关键技术研究

张佳龙

国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司（江苏 徐州 221005）

0 引言

电力对现代社会极其重要，缺少电力，社会将无法正常运转，广大民众也无法正常生活。通常，在配电网处于正常状态稳定运转时，一旦出现停电故障，大部分原因都是配电网设施与线路故障。在停电故障出现后，大部分地区都会处于“瘫痪”状态，这就需要通过多级继电保护配合技术对配电网展开切实保护。通过多级继电保护配合技术，可以在设施与线路出现故障后立即对其展开切断操作，并将其单独隔离，这样就可以最大限度控制大面积停电事故，并将停电事故造成的实际损失降至最低。

1 配电网多级继电保护配合技术的概念与基本原则

1.1 核心概念

在现代电力行业中，配电网一共三种运行状态，分为是正常、异常以及故障状态。当配电网处于正常状态时，继电保护设施状态为待命；当配电网处于异常状态时，继电保护设施会立即对相关人员发出警报信息；当配电网处于故障状态时，继电保护设施会立即对配电网提供相应保护。而多级继电保护配合技术，可以在配电网发生故障以后，促使多个继电保护设施相互配合，为配电网提供保护，这样即便故障已经发生，也可以将损失与影响降至最低[1]。

1.2 基本原则

为了充分发挥配电网多级继电保护技术的自身作用，在实际应用多级继电保护配合技术时，相关人员一定要遵循相关原则。（1）相关人员需要根据继电保护标准以及安全技术标准中的相关规范，落实继电保护技术，如果设施在发生故障后不需要在第一时间内对其展开切断操作，可将断路装置中的保护功能从瞬间调整为延时；（2）在将断路装置保护功能调整为延时后，延时时间宜控制在0.3 s 之内，或是挑选结构为弹簧储能的短路装置，这样短路装置弹性效果会更加显著；（3）针对配电网中的馈线电流，宜将断路装置调整为瞬间状态，否则当馈线电流出现故障后，即便短路装置在0.3 s 内作出反应，也无法降低故障实际影响及减少损失[2]。

2 配电网多级继电保护配合中存在的相关问题

2.1 保护问题

在现代配电网运转中，继电保护设施属于为其提供安全保障的基础部分，但实际上部分机电保护设施都存在一定的保护问题。机电保护设施保护问题的形成原因主要包括如下两个方面：（1）人为原因。当配电网经过改造后，继电保护设施并没有随之得到改造，这样继电保护设施就无法彻底掌握经过改造的配电网，最终导致其无法充分发挥保护效果。（2）质量原因。在配电网开始被社会大众重视后，市场中出现了很多继电保护设施，继电保护设施型号、种类等也越发多样，但由于没有相应机制，很多继电保护设施存有质量问题，该种设施即便被安装到配电网中也无法发挥保护功能。

2.2 改造问题

在现代电力行业中改造配电网，主要是为了促使配电网可以切实满足社会大众对电力的实际需求。为了保证此目标得到实现，相关人员开始通过多接线与多分段等手段优化配电网的灵活性，这样在任何地区与所有时段下使用电力时，都可以保证电力供应完全稳定。然而，虽然经过改造以后大部分用户对电力的实际需求已经得到满足，但改造难度可能会限制配电网被改造后的实际效果，而且配电网的自身性能也出现诸多变动。主要原因在于为适应改造工程，配电网中多级继电保护技术可能无法得到有效应用[3]。

2.3 管理问题

在配电网开始出现一定变动后，需要采取整定策略确保多级继电保护之间可以相互配合，但实际上相关人员对整定管理存有问题。在完成配电网全面改造后，相关人员并没有立即进行整定，这就会导致配电网此时的运转安全无法得到保证。而且当整定工作出现误差后，也会限制多级继电保护配合情况，这时一旦配电网中发生问题，多级继电保护就无法在第一时间内为配电网提供保护，部分区域就会出现跳闸情况。对于该种问题，供电企业应在完成改造工程后立即进行全面整定，并反复确定整定结果是否正确，这样才能发挥多级继电保护效用。

3 配电网多级继电保护配合关键技术

3.1 三段过流保护

对配电网而言，三段过流技术主要可以起到以下保护作用：（1）故障定位。三段过流技术在分析故障时，不需要考虑配电网中的任何关系，这样供电企业工作人员便可在第一时间内通过三段过流技术分析结果确定故障具体位置。（2）判断状态。无论配电网处于何种状态中运转，三段过流技术都可以针对电力线运行状态展开分析，这样当供电企业工作人员需要了解配电网中某条电力线路的运行状况时，便可通过三段过流技术分析结果判断电力线路运转实况。

3.2 四段保护配合

四段保护技术是环形配电网中的常见技术，如果配电网长时间处于异常状态下运转，就可能影响或限制继电保护工作的正常进行，而且当配电网中联络开关处于关闭状态时，电力线路中的馈线便会利用转带效果，促使另一馈线中的实际负荷产生变动，与此同时，该馈线中的电流也会朝反方向流动。这时，如果继续根据原定电流参数对其展开调整，多级继电保护配合技术就无法在配电网中提供保护。因此，为了发挥多级继电保护配合技术功能与继电保护设施性能，可以给环形配电网中所有设施配备相应型号的功率元件，在完成功率元件安设后，需要立即针对电力线路中故障功率展开全面分析，并根据分析结果设计两种不相同的实际参数。这样，当配电网正常运转时便可通过正常参数进行调整，异常运转时便可通过异常参数进行调整[4]。

3.3 多级级差保护

以10 kV 电力线路为例，多级级差保护技术主要通过配电网中馈线开关以及开关自身形式实现保护功能。一般情况下，多级级差技术对配电网的保护时间为1 ～1.5 s。该技术在配电网运行中可以发挥以下功能：（1）故障识别。以馈线与出线的开关为基础，通过电流情况识别其中是否已经出现或存在安全故障。（2）故障控制。在现代电力行业中，10 kV 电力线路最为常见，但也正因10 kV 线路较多，所以短路、停电等故障的出现概率也比其他线路更高。这时，通过多级级差技术可对各类故障起到一定的控制作用，将故障实际影响降至最低。以三级级差技术作为基础，当配电网稳定运转时，三级级差技术能够通过驱动在第一时间内完成保护行为，如果配电网中突然发生紧急故障，三级级差技术可以在10 ms 之内立即确定故障地点与故障原因。以二级级差技术作为基础，该技术主要对配电网馈线电流中的短路装置开关提供保护。当二级级差技术发现其中发生故障以后，可以在第一时间内控制短路装置实施保护操作，促使配电网得到的实际保护更加全面。

4 配电网多级继电保护的有效方式

近几年，在电力行业全面发展的背景下，配电网整体规模与性能得到一定提高。这本可以对社会大众起到一定保障作用，促使社会大众用电更加稳定、安全，但由于配电网规模在得到拓展以后，其中继电保护并没有随之得到升级与优化，这样就会导致配电网运行出现各种故障，或是诸多风险存在配电网之中，因此需要通过多级继电保护配合技术对配电网展开切实保护。当前，在配电网中应用多级继电保护配合技术时，有以下几种有效方式：（1）当变电站处于运转状态而其中的设施出现突发问题时，如果相关人员直接将正在运行中的设施切断，虽然可以对突发问题起到控制作用，还能降低突发问题对其他设施的实际影响，但这种操作可能会减少设施应用年限，降低设施性能。此时，可针对问题设施采取缓冲方式进行控制，这样设施就会得到一定缓冲时间，不会对自身性能与应用年限造成不利影响。（2）当配电网中的继电保护设施在正常运转中突然出现故障，可以立即调整继电保护设施的原本设置，这样可对配电网展开有效控制；之后再对继电保护设施展开切除处理，以免突然切除机电保护设施带来不利影响。（3）针对所有配电网中的继电保护设施展开全面调查，并记录继电保护设施与配电网相关设施的故障发生率，针对故障发生概率最高的继电保护设施与配电网设施，采取增加线路数量的方式处理，这样设施承载电力就会有所降低，促使其为配电网提供有效保护[5]。

5 结束语

近年来，无论是社会发展还是民众生活，对配电网需求与要求都开始逐渐增加，该种趋势迫使我国配电网必须进行拓展，并开始将多级继电保护配合技术落实其中。但部分配电网在落实多级继电保护时，在保护、改造以及管理等方面依然存在些许问题，因此针对配电网多级继电保护配合关键技术展开深入探讨很有必要。只有这样，才能促使配电网得到全面保护，从而为社会与民众提供高质量电力供应服务。