配电网多级继电保护配合的关键技术分析

王毅 曾翔 国网陕西省电力公司西咸新区供电公司

在现代社会中电力已经成为人们生产生活必需能源，电力的正常供应对社会运转起到直接的影响。多数故障问题的发生是因为电力系统电气设备故障或线路故障，故障的发生将导致部分区域出现电力“瘫痪”问题，针对电力故障频发情况，需要积极应用多级继电保护配合技术，确保电力系统的稳定、安全运行。

一、配电网多级继电保护配合技术概念和基本原则

（一）配电网多级继电保护配合技术相关概念

在电力行业中配电网运行分为正常运行、异常运行和故障状态，正常运行状态下，继电保护处于待命状态，异常运行状态下，继电保护将发出警报信息让维护人员了解配电网运行情况，异常运行状态下，继电保护执行相应动作保护配电网系统。在多级继电保护配合技术，能够确保配电系统发生故障后通过多个继电保护互相配合，确保配电系统稳定、安全运行，避免配电系统故障运行引发严重的电力事故，在电力系统中应用智能化技术、自动化技术，即使配电网运行过程中出现故障也能够及时作出反应，将影响和损失降到最低。

（二）基本原则

为实现配电网多级继电保护配合技术作用的充分发挥，在应用多级继电保护配合技术时需要遵循以下原则：首先，有关人员应当按照继电保护相关标准和安全标准规范，将继电保护配合技术加以充分落实，当配电系统运行过程中出现故障问题不需要及时开展切断作业，可以把断路装置中保护功能有瞬间调整成延时。其次，把断路装置调整为延时状态后，最佳时间为0.3s以内，或者选择弹簧储能结构短路装置，确保短路装置具有更加良好的弹性效果。最后，对于配电系统中存在馈线电流，应当把断路装置设置成瞬间状态，不然馈线电流发生故障后，短路装置即使可在0.3s以内作出相应的反应，也将导致配电系统的运行效果产生影响，减少不必要的损失。

二、配电网多级继电保护配合技术应用存在问题

（一）保护问题

在配电网系统中，多级继电保护系统为其提供了有力的安全保障，但在配电网实际应用中难免出现部分继电保护设施存在保护问题。导致继电保护装置出现保护问题的主要愿意表现在以下几方面：首先，人为因素，在进行配电系统改造时，没有对继电保护系统进行相应的改造，导致继电保护装置的应用不符合当前配电网运行需求。其次。质量因素。现阶段，在配电系统建设中越来越多的新技术、新设备应用其中，为确保电力输送安全、稳定，人们对配电系统运行安全重视程度不断提升，市场中继电保护装置种类、型号越发多样，但是政府部门对电力行业产品售卖相关管理制度缺失，导致继电保护装置质量到不到有效地保障，不合格的产品应用在配电系统中不仅无法有效保护电气设备，甚至对电力设备的正常运行产生影响。

（二）改造问题

现阶段，随着我国综合国力的快速发展，人们生产生活对于电力需求量不断提升，为确保配电系统安全、稳定运行，电网改造工程规模和数量逐渐增加。为保证改造质量，有关人员应用多接线、多分段方式对配电系统灵活性加以优化，确保任意地区，任意时间都能够得到稳定的电力供应。但是，虽然用户用电质量得到有效地提升，但是因为改造难度较大将对配电网改造实际应用效果产生一定的影响，同时配电系统自身存在较多的不稳定因素，对于继电保护装置的应用需要进行反复的考量[1]。

（三）管理问题

当配电系统发生变动后，需要对多级继电保护装置进行相应的调整，确保多级继电保护能够为配电系统运行提供安全支撑，但在实际的整定管理中存在部分问题。配电系统改造完成后，有关人员未及时开展整定工作，在此期间，配电系统的运行安全性得到保障。同时整定工作存在误差也将对多级继电保护配合技术的应用造成限制，当配电系统运行时出现运行故障时，无法及时提供保护，导致部分区域出现停电故障。因此，电力企业在完成配电系统改造项目后应当立即全面开展整定管理工作。

三、配电系统多级继电保护配合关键技术

（一）三段过流保护

三段保护通常为三段式结构，第一段为瞬时电流保护、第二段为限时电流保护，第三段为过电流保护，第一段和第二段为主保护，第三段属于后备保护。速断保护是用过电流值确保其选择性，能够无延时对线路给予保护。时限保护的特点为保护范围超过本范围线路总长，同时用过动作时间和电流值确保其选择性，和第一段构成主保护，也可视为第一段后备保护。过电保护特点为相比于第一段和第二段，其电流值较小，但是灵活度较高，做呗后备保护，需要动作时限和灵敏系数相互配合，方可确保其选择性。

不同阶段作用保护范围也存在一定的差异。过电流保护范围为保护线路全长直至下一回路；显示电流保护范围为保护线路全长或者为下一回路15%；瞬时电流保护范围为保护线路全长，通常情况下设定为保护线路全长80%[2]。在配电系统中应用三段过流保护能够达到以下作用：首先，故障定位，使用三段保护技术对配电系统运行过程中存在的故障加以隔断保护时，不需要对配电系统内任何关系加以考虑，维护人员能够及时借助三段保护了解到故障发生的具体位置。其次，判断状态，不管配电系统处于哪种运行状态，通过三段保护都能够根据配电系统运行状态开展相应分析，使维护人员随时了解某一线路运行状态。随着科学技术的不断进步发展，三段保护技术一般情况下是基于差异化定值，所以能够准确、快速区分线路情况，判断是三相短路还是两相短路，之后准确定位，从而有效提升配电系统多级继电保护配合技术应用的可靠性、安全性。

（二）四段保护配合

继电四段保护包括长延时保护、短延时保护、瞬时保护和接地故障保护。四段保护是环形配电系统中较为常见的一种多级继电保护配合技术，当配电系统长期处于异常运行状态时，电网联络开关为关闭状态，系统馈线便通过转带效果，使系统中另外一条馈线负荷变动。同时，馈线电流将向反方向流动，此时若按照原定的电流参数进行调整，继电保护配合技术将无法为配电系统提供保护。所以，为实现多级继电保护配合技术作用的充分发挥，可对环形配电系统内所有设施配置相应型号功率元件，安设功率元件后，应当及时全面分析电力系统中存在的故障功率，按照分析结果设置两种不同的参数，配电系统处于正常运行状态时便能够应用正常参数加以调整，当配电系统处于异常运行状态时便可应用异常参数加以调整。

（三）多级级差保护配合技术

该技术是指应用变电站馈线开关、馈线开关，设置不同保护动作，并确保保护动作有限时间加以延迟，达到保护作用的同时排除故障。通常，为降低短路电流对配电系统所产生的影响，该技术应用把保护时限设置为1s左右，确保配电系统多级继电保护配合技术作用的充分发挥。该技术的应用包括两级级差和三级级差。应用两级级差配合技术时因为负荷开关无法有效满足分支开关和用户开关标准，所以需要设置断路器，将保护动作的延时设置为0s，主馈线开关选择负荷开关，因为变电站的出线开关要求标准较高，所以需要选择适用的断路器，保护动作延时时间设定为200ms至250ms[3]。选择两级级差和三级级差配合技术能够有效降低多级跳闸、越级跳闸情况发生，简化故障处理，其次主干线不需要设置断路器，可选择负荷开关有效降低造价成本。最后若分支或用户用电存在故障问题，断路器便将立即跳闸，切断故障。

四、总结

综上所述，随着我国经济的不断发展进步，人们生活生产用电量不断提升，为确保为用户提供更高质量的供电服务，需要对配电系统进行升级改造，并结合实际情况应用配电网多级继电保护配合技术，为电力系统的安全、稳定运行提供保障，其中三段过流保护、四段保护配合、多级级差保护关键技术的应用能够有效提升配电系统运行安全性、稳定性。