浅谈馈线系统保护原理

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1、浅谈馈线系统保护原理浅谈馈线系统保护原理　　　馈线自动化就是监视馈线的运行方式和负荷。由于目前国内配电网自动化系统尚没有统一的模式，因此，不同设备、不同设计方案组成的配网自动化系统的馈线自动化实施方法就不同。本文以"手拉手"供电网为研究对象，就馈线自动化中故障自动隔离功能的解决方案进行分析探讨。馈线系统保护充分吸取了高压线路纵联保护的特点，利用馈线保护装置之间的快速通信一次性实现对馈线故障的故障隔离、重合闸、恢复供电功能，将馈线自动化的实现方式从集中监控模式发展为分布式保护模式，从而提高配电自动化的整

2、体功能。　　馈线自动化系统应具有如下功能：　　①遥测、遥信、遥控功能；②故障处理：故障区域自动判断和自动隔离，故障消除后迅速恢复供电功能；③负荷管理：根据配电网的负荷均衡程度合理改变配电网的运行方式；④重合闸控制：当发生过电流并导致断路器跳闸时启动，并在断路器一侧电压恢复时开始延时计数，从而实现沿线从电源至末端依次重合，若一次重合失败则不再重合；⑤对时功能；⑥过电流记录功能；⑦事件顺序记录(SOE)功能；⑧定值的远方修改和召唤功能；⑨停电后仍维持工作的功能。　　馈线故障区段的定位：　　对于辐射状网、树

3、状网和处于开环运行的环状网，在判断故障区域时，只须根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流就可以判断故障区段。假设馈线上出现单一故障，显然故障区段位于从电源侧到线路末端方向最后一个经历了故障电流的断路器和第一个未经历故障电流的断路器之间。　　事故跳闸断路器的定位：　　事实上，由于种种原因，线路故障时，未必是第一个经过故障电流的断路器跳闸，极有可能越级跳闸。例如图1中e点故障，分段断路器3没有跳开而是断路器2跳开。根据断路器位置不能判断故障区段，但根据是否流过了故障电流却能够做出正确判断(断路器1、2、3经

4、历了故障电流而断路器4却没有经历，从而得出故障区段在e段的结论)。　　为了确定各断路器是否经历了故障电流，需对安装于其上的各台FTU进行整定，由于从原理上不是通过对各台断路器整定值的差别，来隔离故障区段的，因此多台断路器可以采用同一定值。这样即使增加馈线上的分段数目也不会带来任何影响。　　而故障区段隔离后，越级跳闸的断路器要复位，对于事故后跳闸断路器的准确定位是非故障区段自动恢复供电的关键。　　断路器状态描述矩阵：　　我们可以用1维矩阵运算来判别断路器是否越级跳闸。矩阵编写原则为：若第i台断路器在合闸

5、位置，矩阵第i元素置为1，反之为0。正常运行各断路器的状态可用矩阵A来描述，如图1正常运行时A：

6、11110111

7、。　　对于上例，假设e点故障时断路器2跳开，断路器3未跳开，我们可用矩阵B来描述故障后的断路器状态，如B：

8、10110111

9、。　　事故跳闸断路器定位矩阵：　　用事故前断路器状态信息矩阵A减去事故后断路器状态信息矩阵B，即可准确地识别事故跳闸断路器。对于上例可用事故跳闸断路器定位矩阵C来确定C=A－B=

10、01000000

11、。由于C矩阵中第2个元素值为1，则说明故障时是由断路器2跳闸切断故

12、障电流的。根据前边计算可知，故障区段位于断路器3和4之间。故应自动恢复断路器2到合闸位置。　　对于利用计算机系统实现的馈线自动化功能，从故障段查找、隔离、非故障段自动恢复，一般仅需要十几秒钟。　　发电环节保护集中元件保护，其主要目是确保发电厂发生电气故障时将设备损失降为最小。输电网保护集中输电线路保护，其首要目是维护电网稳定。配电环节保护集中馈线保护上，配电网不存稳定问题，一般认为馈线故障切除并不严格要求是快速。不同配电网对负荷供电可靠性和供电质量要求不同。许多配电网仅是考虑线路故障对售电量影响及配电

13、设备寿命影响，尚未将配电网故障对电力负荷负面影响作为配电网保护目。　　我国经济发展，电力用户用电依赖性越来越强，供电可靠性和供电电能质量成为配电网工作重点，而配电网馈线保护主要作用也成为提高供电可靠性和提高电能质量，具体包括馈线故障切除、故障隔离和恢复供电。具体实现方式有以下几种：　　传统电流保护　　过电流保护是最基本继电保护之一。考虑到经济原因，配电网馈线保护广泛采用电流保护。配电线路一般很短，配电网不存稳定问题，确保电流保护动作选择性，采用时间配合方式实现全线路保护。常用方式有反时限电流保护和三段

14、电流保护，其中反时限电流保护时间配合特性又分为标准反时限、非常反时限、极端反时限和超反时限，参见式、、和。这类保护整定方便、配合灵活、价格便宜，同时可以包含低电压闭锁或方向闭锁，以提高可靠性；增加重合闸功能、低周减载功能和小电流接选线功能。　　电流保护实现配电网保护前提是将整条馈线视为一个单元。当馈线故障时，将整条线路切掉，并不考虑对非故障区域恢复供电，这些不利于提高供电可靠性。另，依赖时间延时实现保护选择性，导致某些故障切除时间偏长，影响设备寿命。