基于差异化的配网保护装置检验方法研究

摘要：针对小电阻接地方式下，配网保护装置基数大、动作次数多、不正确动作原因查找难的问题，提出一种基于差异化的配电网继电保护装置检验方法。该方法通过保护状态评估、补充检验、遥控开关等不同方式，校验配电网保护装置、二次回路及开关机构的完好性，在确保检验工作安全、有效的同时，保障配电网的持续、有效供电。

关键词：配电网;差异化检验;继电保护;动作正确性

0    引言

在电力系统线路故障中，单相短路接地故障占比最大，一般超过70%，尤其是对于架空线路较多、配电网络复杂的区域，瞬时性故障频发，而相间短路故障相比要少一些。随着10 kV小电阻接地方式[1]的逐步推广，这些占比较大的单相故障将导致配电网保护跳闸次数急剧增加，保护动作的正确与否，将直接影响配电网的安全、可靠、持续供电，同时也可能导致停电范围的扩大。

目前，由于前期缺乏完善的配网保护验收与检验制度，配网作业不规范，产生了较多的历史遗留问题。部分站外配网自动化终端未进行调试就带负荷投入运行，无法确保装置的正确、可靠运行;装置未开展定期检验，发生不正确动作后，未进行补充试验，不利于设备的运维与管理。

因此，很必要对当前状态下的配电网保护装置检验方法进行研究，寻找一种既能有效解决传统检验方法所暴露的保护装置数量多、工作效率低的问题，又能确保装置检验工作安全、可靠、高效的检验方法。本文所提出基于差异化的配网保护检验方法，能够通过对正确动作保护的状态评估、不正确动作保护的补充试验、开关的远方遥控等方式，完成保护装置、二次回路以及开关机构的完好性校验，确保配电网络的可靠运行。

1    配网保护配置与开关网络结构

目前，按照配网保护相关要求，由于保护上下级时间配合的限制，配置的基本原则为：变电站外每回馈线干线上投入保护跳闸功能的关键节点分段开关不超过两级，配置一级联络开关，分支开关根据负荷分布情况适当配置。

馈线自动化开关网络结构如图1所示，CB为变电站内10 kV开关，FB为站外馈线分段开关，ZB为各支线开关，LB为联络开关。分段开关的安装位置一般根据负荷分布情况，将整条馈线均衡地分割成几个部分;分支开关则一般用于较大的分支线上，便于对支线负荷进行分段控制。当主干线后段或分支线路发生故障时，能够通过分段开关或支线开关将故障快速隔离，缩小停电范围，确保其他正常线路的持续、有效供电。而LB则主要用于线路负荷的转供，确保A站FB1开关在计划检修或故障停运后，可由B站CB2开关为线路继续供电。

配网保护[2]可根据自动化开关数量和位置进行相应的配置，各保护之间的时间级差为：弹簧操作机构各级开关之间的时间级差ΔT应不小于0.15 s，永磁操作机构各级开关之间的时间级差ΔT应不小于0.1 s。若线路分段开关较多，可能无法满足级差配合要求，对于此类开关可将保护动作时间设置为与相邻保护相同或只投入告警功能，为后续的配网自愈工作提供数据与信息支撑。

2    基于差异化的保护检验方法

2.1    保护状态评估

对于配网保护引入状态评估的方式，主要是以年度为单位，对本年度内各分段开关在其前端线路首次发生故障时，分析该开关的动作情况是否正确，并且以此分析结果为基础，开展差异化的检验策略。将上述分析结果分为以下三类：

（1）对于应动作且正确动作的保护终端与开关视为已完成检验，即利用实际的线路故障来校验其功能逻辑、二次回路以及机构的完好性;

（2）对于不应动作且正确不动作的保护终端视为待观察设备，列入“待观察”清单，维持现有运行状态，可暂不开展检验工作;

（3）对于应动作而未动作、不应动作而动作这两类，应及时开展补充检验，将相关设备列入“应开展补充检验”清单。

图2为配网保护状态评估流程，状态评估后，对不正确动作的保护及相关设备应开展补充检验，详细分析不正确动作原因。

2.2    补充检验

配网保护的补充检验是对保护功能逻辑及二次回路开展的全面检验，通常在保护或开关发生不正确动作、二次设备及回路缺陷消除后开展，其工作流程如图3所示。

针对配网线路故障时出现了不正确动作，导致越级跳上级开关的，分析不正确动作表象，判断出现异常的原因;再根据需要对线路申请停电，并进行保护装置、二次回路、一次开关机构等一连串设备的全面检验。若检验结果正常，则补充检验工作结束;若检验结果不正常，则需根据检验结果重新排查问题所在，直至将问题排查并解决。

2.3    遥控开关

除上文所提到的已正确动作过或开展过补充检验的设备外，对于年度周期内从未动作过的配网自动化开关，可通过配网调度远程遥控的方式进行开关的分、合闸操作，确保配网终端控制器至一次开关机构的二次回路功能完好，而二次部分可通过不停电的方式单独校验，从而通过分阶段的方式完成装置的检验。

3    注意事项与下一步工作

本文提出的考虑差异化的配网装置检验方法是建立在对保护动作情况分析的基础上，因此需要充分掌握每条馈线装设的保护和自动化开关的数量、上下级情况、故障点位置等诸多信息，需做好以下几点：

（1）配网运维人员上报的故障点必须准确无误，否则直接影响后续分析和判断的准确性;

（2）必须落实好二次安全措施的执行，防止因措施不到位而导致其他保护误动;

（3）必须做好调试工具接入位置的确认，防止误加量到运行中间隔。

在開展补充检验时，对安装于配电房的保护装置来说，可提供试验电源给外接试验仪使用。但对于安装于户外的柱上开关来说，由于线路停电，保护装置需要依靠装置内蓄电池供电，且无法提供试验电源;除需携带试验仪外，还需额外携带发电机来提供试验电源，工作效率低，人力、物力成本高，不利于补充检验工作的开展。因此，很有必要研究一种适用于各种作业环境的、便于携带的简易装置来开展补充试验，以提高现场工作效率，减少人力、物力资源的投入，下一步将开展此类装置的研究与开发工作。

4    结语

本文提出了一种基于差异化的配网保护装置及回路的检验方法，该方法针对配网保护数量多、分布广、运维难度大的特点，根据保护的实际运行情况，采用不同的维护策略，在确保设备安全可靠运行的同时，提高了配网保护的检验效率与覆盖面，保障了配电网线路的持续、可靠供电。

[参考文献]

[1] 廖峰，陈锦荣，黎永豪，等.小电阻接地方式下接地变压器零序差动保护的研究及应用[J].广东电力，2020，33（7）：100-106.

[2] GERS J M，HOLMES E J.配电网保护（原书第3版）[M].郭丽萍，译.北京：机械工业出版社，2015.

收稿日期：2020-08-31

作者简介：廖峰（1985—），男，福建南平人，高级工程师，研究方向：电力系统继电保护。