配电网多级保护技术及其应用研究

李青锋 国网江西省电力公司吉安供电分公司

一、多级继电保护技术应用原则

首先，满足相关规定要求，例如《继电保护和安全自动装置技术规程》等内容中对故障线路切除的要求，保证保护装置可以实现延时速断，进而实现电网保护。其次，变电站中所有断路器都需要严格按照规定要求配备合理的瞬时速断保护装置，并且在馈线上配置电流保护，以使时间级差延长，减弱2-3级过电流带来的影响，保证设备正常运转。再次，断路器开关应尽可能的选择弹簧储能结构，设置的延时时间级差一般为0.2～0.31s,同时，将永磁操动机级差范围设置在0.16-0.21s。最后，断路器的配置工作应结合实际情况进行，在两级极差配合电流保护的情况下，如果发生故障的频率大、修复用时久，需要在线路分支位置设置断路器，并且设置延时时差值0s。在三级级差配合电流保护的情况下，频繁发生故障，且修复用时久，需要在分支和用户线路设置断路器。

二、配电网多级继电保护关键技术

（一）三段式过流保护配合技术

三段式过流保护配合技术的应用，可解决存疑搭配关系带来的影响，密切机电保护时限的配合，加强保护效果。三段式过流保护配合技术的应用原理为：在经过多套过流保护装置后，如电流速断保护阶段、限时电流速断保护阶段和定时限过速断保护阶段，将馈线分为n节馈线段，最终实现n级保护配合。

目前，我国在三段式过流保护配合技术的研究和应用上已经取得了显著成效。三段式过流保护配合技术的应用可对短路位置予以精确定位，再配合继电保护配合技术，实现对配网线路的科学保护，规避线路运行中的安全问题。以某配电系统为例，其断路器设置共分为四段，分别以A、B、D、SI表示，系统采用三段式过流保护技术，以断路器的融合配合，加强系统继电保护效果，减少短路等故障的发生，确保输配电的持续性、稳定性和可靠性。

（二）多级级差继电保护配合技术

多级级差继电保护配合技术是针对10KV配电系统而言的，具有稳定性强、安全系数高等优势特征。多级级差继电保护配合技术的工作原理如下所述：针对10千伏变电站，为保障其平稳运行，在馈线和出线开关设置上，分别采用独立的保护动作，提高保护反馈的灵敏性，延长保护持续时间。多级级差继电保护配合技术不仅可以加强配电网保护，还可以快速且精确的排除断路故障。

按照等级分配差异，可以将多级级差继电保护配合技术细化为二级级差继电保护配合技术和三级级差继电保护配合技术两种形式。正常情况下，多级级差继电保护配合技术的保护实现时间在1秒钟左右，可以最大限度地减小断路故障对整个配电网系统的不利影响，加强输配电的持续性、稳定性和可靠性。

在二级级差继电保护配合技术下，馈线断路器开关变动时间设置在40毫秒左右，熄弧时间控制在10毫秒左右，而加固时间则不能超过20毫秒。为改进配网系统的运行效率，还需对该保护配合技术进行革新，以提高故障的诊断效率。但需要采取人工干预的方式对故障部位进行恢复。而这也是制约二级级差继电保护配合技术广泛应用的关键因素。

三级级差继电保护配合技术与二级级差间既存在着雷同性，也存在差异性，前者在使用中借助了无触点驱动技术，可加快配网系统的保护进程，减少时间上的损耗。通常情况下，高效应用无触点驱动技术，往往可以在10ms时间内确定故障点位，查明短路故障原因，充分发挥技术的应用价值。此外，馈线开关的保护动作持续时间可延长至10ms，且出线开关的保护动作持续时间可延长至20ms。通过馈线开关与出线开关的协调配合，促进整个电网系统的正常运行。以某配电网为例。配网系统的下游线路存在两项短路问题，工作人员直接利用出线断路器和次分支断路器对故障问题加以解决，满足级差继电保护要求。

在配电网运行过程中，影响多级继电保护配合技术应用效果的因素是多种多样的，如配电网结构、电气设备配置架构、电气设备性能参数等。在实际应用过程中，相关人员要注意如下几方面内容：

1.制定配合方案。电力企业在实施配电网多级继电保护配合时，要积极搜集配电网的相关资料，制定完整可行的配合方案，且组织专家学者从实用性、经济性和技术性三方面对配合方案展开探究与分析。

2.加强细节控制。在开展多级继电保护工作前，先要做好技术交底工作，让工作人员完全明确施工技术要点，严格按照规范要求开展各项作业。同时，按照岗位要求落实培训活动，增强施工人员的责任意识与安全防范意识，提高施工人员的专业技能水平。在施工过程中，要求施工人员全面且细致的检查电气设备性能，让电气设备处于正常状态。

3.完善施工作业管理。为让施工人员高度落实施工作业，确保各类电气设备充分发挥实际功能价值，电力企业需建立健全的施工管理制度，为施工现场管理提供可靠的参考依据。指定专业人员完成施工现场管理工作，一旦发现不规范施工作业，立即给予警示和批评。

三、结语

配电网的正常运营可以保证人们生产生活的正常用电，为防止发生故障时影响人们的正常用电，降低用电体验，应积极采取有效手段避免故障发生造成停电情况。现阶段，在开展配电系统保障操作阶段，很多电力企业借助配电网多级保护技术实现稳定供电。当发生配电网故障时，多级保护技术可以借助切断故障的方式实现配电系统的正常运营。