梁俊国

【摘要】：为了更好地进行配电网继电保护规劃，提出了配电网继电保护的配置原则，论述了多级三段式过流保护所需的最小间距和级差配合继电保护的时间级差设置等关键技术问题，分别对在多个继电保护之间存在级联关系和不存在级联关系的情形下，继电保护配合和自动重合闸控制对停电户次数和供电可用率的改进效果进行了定量分析，有助于更加科学地开展规划并能够定量评估规划效果是否满意。

【关键词】：供电可靠性；配电网继电；保护规划

1、配电网继电保护配置原则

1.1对于供电半径较长、沿线短路电流差异明显，具备三段式过流保护配合条件的馈线，可在适当位置配置若干级三段式过流保护，并与变电站出线断路器形成保护配合。因为三段式过流保护性能优越，应作为首选，而供电半径较长、沿线短路电流差异较明显的馈线往往能够满足多级三段式过流保护配合的条件。

1.2对于馈线末端短路电流低于馈线首端负荷电流的情形，可将该馈线分段并在合适的位置配置多级三段式过流保护。在这种情况下，沿线短路电流差别显著，具备多级三段式过流保护配合的条件，并且必须分段配置多级三段式过流保护，否则末端发生相间短路故障时可能会失去保护而不能切除故障。

1.3对于供电半径短、沿线短路电流差异不大的馈线，仍可实现多级保护配合。①需要快速切除故障的相关要求时，变电站出线断路器可不设置瞬时速断保护，而配置延时速断保护，通过延时时间级差的恰当配置与全馈线上其它电流保护实现两至三级的保护配合。馈线开关操动机构技术取得了长足的进步，开关动作时间大为缩短，保护装置的延时时间级差也可大为减少，因此在不对上级保护配合产生影响的前提下，仍具备多级级差配合的条件。②对于变电站出线断路器必须设置瞬时速断保护的情形，馈线上变电站出线断路器瞬时保护范围之外的部分仍可配置电流保护，通过延时时间级差的恰当配置实现两至三级过电流保护配合。瞬时速断保护的电流定值须躲开馈线末端的最大三相短路电流或馈线上配电变压器引起的合闸励磁涌流，因此一般并不能保护馈线全长，在其保护范围之外的下游馈线段发生故障，则仅启动延时速断保护，因此如①类似可以实现多级级差配合。③对于采用弹簧储能机构的断路器，延时时间级差T可设置为0.25-0.3s，对于采用永磁操动机构的断路器，延时时间级差T可设置为0.15-0.2s。对于两级级差配合的电流保护，变电站出线断路器延时速断保护的延时时间可设置为 ；在具备配合条件且故障率高、故障修复时间长的分支线可配置断路器和电流保护，延时时间设定为0s，电流定值按躲开其下游最大负荷以及励磁涌流设置，实现分支线故障选择性切除。

1.4对于在主干线上配置了多级三段式过流保护配合的配电线路，当短路电流水平较低且变压器抗短路能力较强时，可将其I段和II段的延时时间均增加 ，并在具备配合条件且故障率高、故障修复时间长的分支线、次分支线（或用户线路）配置断路器和电流保护，与主干线断路器形成延时时间级差配合。若主干线保护的I段不增加 ，则在其保护范围内的分支线故障时，会引起主干线断路器跳闸甚至越级跳闸问题，因此在短路电流水平较低且变压器抗短路能力较强的前提下，增加T是为了提高保护的选择性。

2、供电可靠性的配电网继电保护规划

2.1配电网网架结构的优化

随着城市电网自动化的发展，配电线路主干线电缆化及绝缘化比例不断提高，主干线发生故障的机会显著减少，而故障大多发生在用户分支上，加强分支线路的保护功能，减少主干线保护级数的这种“强化分支，弱化主干”的网架结构更适合于配电网的发展。

因此，区配电网应在原有的网架结构上逐步进行优化改造，优化后的配电网网架及继电保护配置情况。环网柜应只在一路进线设置成带保护功能的断路器间隔，另一路进线用负荷开关，将带保护功能的断路器间隔用到分支或用户线路上；架空线路的分支或用户线路应逐步加装断路器，配置保护装置，尽量减少主干线串供多级保护，减少级差。

2.2保护时限极差的配合优化

针对配电网线路现状，线路发生故障时，各分段开关处短路电流水平差异较小，而配置线路速断保护设置无延时，部分保护会失去选择性，造成故障越级跳闸及多级跳闸情况，可以通过优化保护功能配置的方法，对保护时限级差的配合进行优化。将10kV变电站出线投入限时速断保护，或投入两段式保护时速断保护或电流电压速断保护设置短暂延时，根据与变电站上级保护时间级差配合，可设置0.3s短暂延时。配电线路第一级保护的速断时限按0.1s整定，与变电站出线开关速断保护或限时速断保护以0.2s级差配合，后级线路继续按照由变电站向配网线路方向逐级递减的原则整定。

2.3防止励磁涌流引起误动作

变压器励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6-8倍。10kV线路装有大量的配电变压器，在线路投运时，在合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射，产生了一个复杂的电磁暂态过程。三段式电流保护中的电流速断保护由于要兼顾灵敏度，动作电流值往往取得较小，励磁涌流值可能会大于装置整定值，使保护误动。励磁涌流有两个明显的特征：一是它含有大量的二次谐波；二是它的大小随时间而衰减，一开始涌流很大，一段时间后涌流衰减为零。利用涌流这个特点，在电流速断保护装置上加设一短时间延时，就可以防止励磁涌流引起的误动作。

结语

本文所建议的配电网继电保护配置原则对配电网继电保护规划具有指导作用；本文论述的多级三段式过流保护所需的最小间距和级差配合继电保护的延时时间级差配置方法，有助于更加科学地开展配电网继电保护规划；本文所推导的继电保护配置对供电可靠性的影响，为合理确定继电保护配置位置提供了依据，并能够定量评估规划的效果是否满意。

【参考文献】：

[1]罗承谦.继电保护及自动化新原理、新技术研究及应用[M].华中科技大学出版社，2010（12）：56-58.

[2]李京捷.6kV/10kV电力网的继电保护措施探析[J].煤矿机电，2005（6）：36-38.