论配电自动化的应用对配电网继电保护定值整定的影响及整定建议

2016-03-12国网合肥供电公司李铁柱

电子世界 2016年22期

国网合肥供电公司李铁柱

国网合肥供电公司李铁柱

在美英法德等欧美发达国家，配电系统自动化技术已受到了广泛的重视与认可，并逐渐形成一整套完整的配电网络管理系统，其在改进电能质量、提高供电稳定性以及降低运行费用、劳动强度上发挥着极其重要的作用。此文旨在讨论配电自动化的应用对国内配电网继电保护定值整定的影响，并给予其建议，助其完善。

配电自动化；配电网继电保护；整定建议

随着我国社会经济的不断发展，电能质量以及供电可靠性的问题日渐突出。配电自动化作为智能电网建设工程的重要环节之一，在中低压配电网络中已有较为广泛的应用，在提高用户电能质量和供电可靠性上起到了很大作用，但其继电保护的配置及动作需求与传统模式均有较大区别，故而对当前的配电网继电保护定值整定产生了不小的影响。

1.配电自动化的相关技术原则与应用

1.1配电自动化技术原则

配电自动化在设计上应做到标准统一，各供电区域内的一二次设备及相关配电网络接线方式应满足当地不同用户群体的用电需要。

配电自动化在实现方式上应当依据所在区域配电网络的特点、供电可靠性、电能质量以及负荷性质等要素进行选择[1]。

配电自动化可采用差异化配置来实现配电终端的安置。关于两遥与三遥的选择，应当依据实际网架的结构与需求来确定。对于网架当中的一般节点，可选择两遥，关键节点则应选三遥配置。

配电自动化区域中，继电保护的配置需依据当地环境情况、用户需求以及发展水平来设计具体的配置标准，做到配电网保护的差异性配置。

1.2配电自动化应用

配电自动化主要分为四种模式，分别是集中式、智能分布式、就地重合器式以及故障检测。目前国内使用较多的模式是集中式，其多应用于A类及B类区域的供电管理，基本应用原理如下。变电站的出线断路器保护投跳闸，所带开关站、柱上开关、环网单元开关等配电终端保护不投跳闸，仅在检测到故障电流时将告警信号上传至主站系统，主站系统根据终端检测到的故障信息，结合变电站保护动作信号、开关位置等信息综合判断，启动故障处理程序，确定故障类型和故障区段，实现故障点定位隔离和非故障区段的供电恢复[2]。

2.配电自动化对于继电保护定值整定的影响

对于未参与配电自动化管理的供电区域及配电线路而言，其范围内的变电站出线断路器、环网单元开关以及开关站等继电保护装置均投入跳闸，定值整定则按照我国《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》相关要求予以执行。在整定过程中应考虑到速动性、灵敏性、选择性以及可靠性，做到上下级配合，在配网多级串供时常常难以满足要求。而对于采用配电自动化进行供电管理的供电区域及配电线路，具有三遥的开关站、柱上开关以及环网单元等继电保护，故仅以告警，不予跳闸。变电站出线断路器作为本线路保护装置，定值整定应深入下级网络，上下级之间的保护定值无需做到完全配合，当下级线路出现故障时，借助于配电自动化系统使其上级线路的供电系统得到恢复。

3.配电网保护配置与整定建议

通常来讲，供电区域不同的配电网络，其接线方式亦有较大差异，其中A类区域以电缆为主，B类区域则以电缆架空混合为主。就电缆网络而言，以单环网和双环网为主，架空网则以多分段适度联络为主。此两者在网络结构、保护配置、整定原则上具有一定差异性。

3.1电缆网络保护配置与整定

电缆网络单环网、双环网的保护配置要求其变电站所有出口断路器均配置三段式电流保护，其由电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护以及三相一次重合闸组成。第一级环网单元的进线与出线开关皆需配置相应的电流保护，第二级环网单元则应依据其需要来配置相应的电流保护，或添加负荷开关。

在多级转供中，应确保主网安全、设备安全，并将其作为第一要务，不能因为配合级数过多而导致线路保护动作时间被无限延长。通常来讲，变电站出口断路器的限时电流速断动作时间应少于0.6s。同时应最大程度减少供电故障的影响范围，保证前三级供电系统或前两级供电系统做到完全配合，时间级差应控制在0.3s，符合条件的地区在开展相关实验的基础上可适当减少保护级差时间，从而增加保护完全配合级数。

变电站出口断路器电流速断保护应按照躲过线路末端故障短路电流来整定，时间可设置为0s。限时电流速断应按照躲过所带环网单元用户的常见低压故障来整定，并与下级环网单元配合，可将其时间设置为0.3～0.6s。过流保护应当与下级环网单元出线进行配合，其时间可设置为1s。

常规环网单元开关以及开关站进线断路器的保护整定应当与变电站的出口保护进行配合，其时间依据级差可调整为0.1s，不予跳闸。环网单元开关或开关站出线断路器保护定值应当依据层级不同分别设置，第一级出线保护应当与变电站出口断路器保护相配合，时间级差设置为0.3s，其他级出线保护亦应与上级保护做到配合，时间级差也应设置为0.3s。

配电自动化的环网单元以及开关站终端保护设备均投入过流保护，但不投跳闸，并应实现整定计算上的精简化。通常来讲，可按照线路所能允许最大负荷电流Ifhmax的倍数整定，环网单元或开关站进线开关将其过流定值设置为1.6Ifhmax，出线开关的过流定值设置为Ifhmax，上述所有过流保护动作时间均应设定成0s。

3.2架空网络保护配置与整定

架空网络多分段适度联络的保护配置要求其变电站出口断路器应当配置带方向的三段式电流保护装置，其主要组成部分包括电流速断保护、限时电流速断保护、过电流、过负荷告警、三相一次重合闸等原件。区域联络开关均应配置相应的电流保护装置，分段开关则应依据其用途与需求安装负荷开关或电流保护。

变电站出口断路器电流速断保护应按照躲过本线路末端最大三相短路电流或线路上配电变压器低压侧最大三相短路电流来整定。对于用户较多的变电线路，可依靠重合闸来提高线路供电的可靠性。限时电流速断保护应按照躲过线路上配电变压器的低压侧最大三相短路电流来整定，同时应保证本线路末端常规金属性故障有规程要求的灵敏度。过电流保护应按照躲过最大负荷电流来整定。

对于常规联络开关，应将其保护投跳闸，作为下一级被带线路的主保护，在架空线路保护上具有重大作用，变电站出口断路器的三段式保护可视为整个联络线路的后备保护。一般来讲，常规分段开关的保护不需投跳闸，只有在线路过长、变电站出口断路器保护没有灵敏度时，方才参与保护配合，投入跳闸出口。其定值按照躲过线路负荷电流整定，保护动作时间设置为0s。

配电自动化的柱上开关均应投入过流保护，但不投跳闸，一般按照线路允许最大负荷电流 Ifhmax的倍数整定。线路主干开关（包括分段开关和联络开关）过流定值可整定为1.6Ifhmax，线路分支开关过流定值可整定为 Ifhmax，以上开关过流动作时间均设定为0s[3]。