白永錄　劉佳軍

【摘 要】在電網(wǎng)電力線(xiàn)系統(tǒng)的二次設(shè)備之中，繼電保護(hù)裝置能夠有效的保證整個(gè)電網(wǎng)電力系統(tǒng)以及各個(gè)部位的設(shè)備都能夠極為穩(wěn)定的運(yùn)行，由此我們可以看出，繼電保護(hù)裝置能夠在電網(wǎng)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮出巨大的作用。配電線(xiàn)路是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，但在運(yùn)行過(guò)程中的條件極其惡劣，配電線(xiàn)路出現(xiàn)事故的可能性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他設(shè)備，因此，配電線(xiàn)路的繼電保護(hù)顯得尤為重要。本篇文章主要針對(duì)配電線(xiàn)路的全線(xiàn)速切繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了全面詳細(xì)的介紹，以期為其它電力系統(tǒng)安裝過(guò)程中提供參考。

【關(guān)鍵詞】線(xiàn)路；繼電保護(hù)；配置

0.引言

電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，最容易出現(xiàn)的故障就是短路，如果說(shuō)線(xiàn)路在出現(xiàn)短路之后不及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，必然會(huì)導(dǎo)致極為嚴(yán)重的后果。為了能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)受到短路的危害減小，必須要為電力系統(tǒng)進(jìn)行二次設(shè)備安裝，如測(cè)量、控制、監(jiān)視等設(shè)備，而全線(xiàn)速切繼電保護(hù)裝置整是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行最為重要的二次設(shè)備之一。尤其是電氣設(shè)備出現(xiàn)短路現(xiàn)象時(shí)，全線(xiàn)速切機(jī)電保護(hù)技術(shù)能夠快速的切除故障，為其他正常運(yùn)行的配電線(xiàn)路帶來(lái)安全的環(huán)境。

1.配電線(xiàn)路速切保護(hù)原理

要加大配電線(xiàn)路速切保護(hù)動(dòng)作的控制范圍，就必須要提升配電線(xiàn)路機(jī)電保護(hù)裝置自身的性能，其提升的方式主要有以下兩種方式：

①只通過(guò)對(duì)某一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)或者某個(gè)部分檢測(cè)的信息，依據(jù)極為復(fù)雜的算法和判斷的方式，來(lái)得出提高配電線(xiàn)路速切保護(hù)的性能，例如無(wú)保護(hù)通道、自適應(yīng)保護(hù)等等。

②利用多個(gè)端口位置感應(yīng)到的電流信息，來(lái)提升配電線(xiàn)路速切保護(hù)的性能。本篇文章所研究探討的就是配電線(xiàn)路全線(xiàn)速切保護(hù)多點(diǎn)信息交換原理。從理論上開(kāi)看，互相縱向連接的保護(hù)原理以及保護(hù)及時(shí)實(shí)際上是完全可以使用在配電線(xiàn)路保護(hù)中的，并且能夠提升配電線(xiàn)路的保護(hù)速度。但在實(shí)際操作過(guò)程中，受成本、投資和維護(hù)等多方面的限制，且考慮到配電線(xiàn)路繼電保護(hù)在快速性和可靠性的要求不如在高壓、超高壓系統(tǒng)中嚴(yán)格，所以應(yīng)根據(jù)配網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，構(gòu)建適用于配電線(xiàn)路的縱聯(lián)保護(hù)系統(tǒng)。

在輸電系統(tǒng)縱聯(lián)比較式保護(hù)中，縱聯(lián)信息的利用主要有閉鎖式和允許式兩種方式。從信息交換和利用的角度而言，閉鎖式保護(hù)交換的是外部故障信息，只要被保護(hù)設(shè) 備任何一側(cè)的保護(hù)感受為外部故障。就說(shuō)明是外部故障，并向?qū)?cè)保護(hù)發(fā)出閉鎖信號(hào)，使各側(cè)保護(hù)都不動(dòng)作；而當(dāng)被保護(hù)設(shè)備各側(cè)的保護(hù)都感受不到外部故障時(shí)，說(shuō)明發(fā)生了內(nèi)部故障，互不發(fā)閉鎖信號(hào)，各側(cè)保護(hù)都能快速跳閘。在配電線(xiàn)路中構(gòu)建配電線(xiàn)路全線(xiàn)速切保護(hù)，既可采用閉鎖式，也可采用允許式的保護(hù)原理，二者都 能夠?qū)ε潆娋€(xiàn)路保護(hù)區(qū)內(nèi)的任意一點(diǎn)故障做到無(wú)時(shí)限切除。

2.閉鎖式速切保護(hù)方案

在輸電系統(tǒng)中一般采用距離元件或方向元件作為故障判斷元件。在配電線(xiàn)路中，一般只配備分段式過(guò)流保護(hù)，因此可以基于過(guò)流元件的動(dòng)作情況研究如何對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)和區(qū)外的故障進(jìn)行判斷區(qū)分。

一個(gè)典型的配電線(xiàn)路結(jié)構(gòu)用來(lái)說(shuō)明配電線(xiàn)路閉鎖式速切保護(hù)方案的構(gòu)成。假設(shè)A、G 表示位于變電站的饋出線(xiàn)斷路器，D 為手拉手開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，手拉手開(kāi)關(guān)D 斷開(kāi)，此時(shí)的配電線(xiàn)路為傳統(tǒng)的單電源網(wǎng)絡(luò)。B、C、E、F 為配電線(xiàn)路的分段開(kāi)關(guān)，它們可能是負(fù)荷開(kāi)關(guān)，也可能是斷路器。

下面以斷路器 A 處的保護(hù)為例說(shuō)明閉鎖式速切保護(hù)的構(gòu)成原理。

設(shè)分段開(kāi)關(guān) B 和 C 為能夠切斷故障電流的斷路器，且配有能夠檢測(cè)電流、電壓的饋線(xiàn)終端（FTU）或保護(hù)裝置。當(dāng) AB之間的 Fl 點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，A 處的過(guò)流元件會(huì)檢測(cè)到過(guò)電流，而其下游 B 處的過(guò)流元件不會(huì)動(dòng)作，能夠確定故障位于 AB之間，因此 B不會(huì)向 A 處的保護(hù)發(fā)閉鎖信息，A 處的保護(hù)在經(jīng)過(guò)必要的確?？煽啃缘难訒r(shí)后跳開(kāi) A，同時(shí)聯(lián)跳 B，將故障隔離；若故障發(fā)生在 BC 之間的 F2 點(diǎn)，此時(shí) A、B處的過(guò)流元件都會(huì)檢測(cè)到過(guò)電流，B 會(huì)向其上游的 A 發(fā)出閉鎖信息，并通過(guò)與下游 C 處的保護(hù)交換信息，確定故障點(diǎn)位于 BC 之間，跳開(kāi)開(kāi)關(guān) B、C隔離故障。

以 A 處的保護(hù)為例，假設(shè)以過(guò)流元件的閉鎖式全線(xiàn)速切保護(hù)動(dòng)作作為例子。A處的保護(hù)在判斷過(guò)流后不能立即參與邏輯的比較，還需要有一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，用來(lái)等待可靠收到下游的閉鎖信號(hào)，以防止保護(hù)誤動(dòng)作。對(duì)于閉鎖式保護(hù)而言，通道是否正常工作十分重要。因此要有可靠完善的通道監(jiān)視手段，一旦發(fā)現(xiàn)通道故障，立即閉鎖保護(hù)。

3.允許式速切保護(hù)方案

在允許式的全線(xiàn)速切繼電保護(hù)方案之中，出了無(wú)需對(duì)過(guò)流原件進(jìn)行處理外，低電壓、低電流元件這兩者都必須要配備，以此來(lái)配合分區(qū)內(nèi)部以及分區(qū)外部的故障。假設(shè)開(kāi)關(guān)處的保護(hù)裝置不僅僅能夠隨時(shí)檢測(cè)通過(guò)的電流，那么還必須要安裝能夠快速反映出電流減弱、電壓降低的元件。假設(shè)以一個(gè)電網(wǎng)的A處保護(hù)作為例子。假設(shè)出現(xiàn)故障的位置在A與B這兩點(diǎn)之間的F點(diǎn)，A處的保護(hù)會(huì)立即感應(yīng)到通過(guò)的電流，而B(niǎo)處的保護(hù)裝置感受到電壓降低、電流衰減時(shí)，B會(huì)開(kāi)始向A發(fā)出允許的通信信號(hào)，從而加快其動(dòng)作，從而快速的切除故障。而假設(shè)故障是發(fā)生在線(xiàn)路的BC之間的R點(diǎn)，而B(niǎo)保護(hù)處在感受到通過(guò)的電流之后，并不會(huì)立即向A發(fā)出信號(hào)來(lái)加速A的保護(hù)動(dòng)作。C處的保護(hù)位置在感受到電流的衰減、電壓減弱之后，會(huì)立即發(fā)出信號(hào)，讓B 點(diǎn)加入故障切除的速度。在此之后，我們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及實(shí)際的保護(hù)結(jié)果總結(jié)后來(lái)判斷，從而科學(xué)合理的完成對(duì)故障區(qū)域的隔離工作，并且對(duì)沒(méi)有出現(xiàn)故障的區(qū)域恢復(fù)正常通電。從這個(gè)過(guò)程中我們可以明顯看出，保護(hù)裝置所發(fā)出的允許信號(hào)是一種能夠加速保護(hù)速度的通信好心，并且該允許信號(hào)能夠直接允許某些無(wú)時(shí)間限制的保護(hù)動(dòng)作。

4.速切保護(hù)通信通道

配線(xiàn)電路速切保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵因素就在于速切保護(hù)的通信通道，在對(duì)配電線(xiàn)路的進(jìn)行保護(hù)的過(guò)程中，無(wú)論是要發(fā)出關(guān)閉的信號(hào)還是開(kāi)啟的信號(hào)，必須要通過(guò)通信系統(tǒng)來(lái)完成可靠、快速的信息傳遞工作。通信通道與輸電系統(tǒng)相比較而言，配電線(xiàn)路的通信技術(shù)并沒(méi)有輸電系統(tǒng)那么完善，且電力企業(yè)不可能對(duì)通信系統(tǒng)投入大規(guī)模的資金來(lái)建立更為完善的系統(tǒng)，只能夠根據(jù)配電線(xiàn)路自身實(shí)際的需要以及現(xiàn)場(chǎng)情況，來(lái)選擇最為適合的通信系統(tǒng)建立方式。

4.1專(zhuān)用或復(fù)用光纖信道

在有條件的配電線(xiàn)路中應(yīng)優(yōu)先采用專(zhuān)用或復(fù)用的光纖通道傳送速切保護(hù)所需要的信息，這樣可以充分保證信息傳送的快速性和可靠性。

4.2導(dǎo)引線(xiàn)

如果通信距離較短，例如短的并網(wǎng)線(xiàn)或發(fā)電廠內(nèi)部的短線(xiàn)路，可以考慮采用導(dǎo)引線(xiàn)傳送信息。這種方式成本非常低，系統(tǒng)構(gòu)成也較簡(jiǎn)單，可以直接將下游保護(hù)的動(dòng)作信息以開(kāi)關(guān)狀態(tài)的形式傳送給上游保護(hù)，信息傳送的快速性能夠得到充分保證。但導(dǎo)引線(xiàn)易受干擾，因此為了增加通信的可靠性，可以考慮采用屏蔽效果較好的導(dǎo)線(xiàn)，同時(shí)輔以濾波器、避雷器等抗干擾措施。

4.3電力線(xiàn)載波

在已經(jīng)裝設(shè)載波通信的配電線(xiàn)路中可以采用復(fù)用載波通道的方式傳送相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)方式與輸電系統(tǒng)中的載波通信類(lèi)似。

5.結(jié)論

總而言之，隨著配電線(xiàn)路不斷被改造，配電線(xiàn)路自身的供電半徑已經(jīng)從以往的大半徑變得越來(lái)越小，同時(shí)，其電路的容量也在不斷增大，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)不僅為傳輸通過(guò)的電流帶來(lái)了穩(wěn)定、安全、高效等方面的問(wèn)題，并且配電線(xiàn)路如果出現(xiàn)故障之后，其切斷的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)為電網(wǎng)的持續(xù)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大的負(fù)面影響，這些問(wèn)題已經(jīng)成為了迫在眉睫需要解決的問(wèn)題，只有把這些問(wèn)題不斷完善，才能夠促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孟愛(ài)萍.配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信方案[J].電力系統(tǒng)通信，2007（S1）.

[2]楊奕暉.配電自動(dòng)化系統(tǒng)中通信方式的應(yīng)用[J].華東電力，2006（12）.

[3]王賓，潘貞存，董新洲.電壓跌落的配電線(xiàn)路全線(xiàn)速切治理方案[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006（21）.