刍议配电线路中全线速切技术探析

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1、刍议配电线路中全线速切技术探析　　摘要：本文主要探讨了配电系统全线速切继电保护方案，将已经成熟的、广泛应用于输电系统的纵联保护原理应用到配电系统中，为配电线路提供全线无时限速动保护功能。关键词：配电系统；线路；速切继电保护中图分类号：TM65文献标识码：A1配电系统速切保护原理增加配电系统速断保护的动作范围，改善配电系统继电保护的性能，主要有两条途径：①仅检测一点的信息，通过复杂的算法和判据来提高保护性能，如自适应保护、无通道保护等；②通过交换多端的信息来提高保护性能。本文所探讨的配电线路全线速切保护原理属于后者。在理论上，纵联保护的原理和技术完全可以应用

2、于配电系统，实现配电网络的快速保护。但受成本、投资和维护等多方面的限制，且考虑到配电系统继电保护在快速性和可靠性的要求不如在高压、超高压系统中严格，所以应根据配网系统的特点，构建适用于配电线路的纵联保护系统。9在输电系统纵联比较式保护中，纵联信息的利用主要有闭锁式和允许式两种方式。从信息交换和利用的角度而言，闭锁式保护交换的是外部故障信息，只要被保护设备任何一侧的保护感受为外部故障。就说明是外部故障，并向对侧保护发出闭锁信号，使各侧保护都不动作；而当被保护设备各侧的保护都感受不到外部故障时，说明发生了内部故障，互不发闭锁信号，各侧(主要指有电源的侧)保护都

3、能快速跳闸。允许式保护传送的是“非本侧区外故障”的信息，若各侧保护都感受到“非本侧区外故障”，则表明是区内故障，互发允许信号，各侧保护都能快速跳闸；而任何一侧感受到“本侧区外”故障时，就表明是区外故障，不会向其他侧保护发允许信号，各侧保护都小会误动。在配电系统中构建配电线路全线速切保护，既可采用闭锁式，也可采用允许式的保护原理，二者都能够对配电线路保护区内的任意一点故障做到无时限切除。2闭锁式速切保护方案在输电系统中一般采用距离元件或方向元件作为故障判断元件。在配电系统中，一般只配备分段式过流保护，因此可以基于过流元件的动作情况研究如何对保护区内和区外的故

4、障进行判断区分。图1典型配电系统结构示意图一个典型的配电系统结构如图l所示(图中A-G为器件名称)，用来说明配电线路闭锁式速切保护方案的构成。A、G表示位于变电站的馈出线断路器，D9为手拉手开关，系统正常运行时，手拉手开关D断开，此时的配电系统为传统的单电源网络。B、C、E、F为配电线路的分段开关，它们可能是负荷开关，也可能是断路器。2．1下面以断路器A处的保护为例说明闭锁式速切保护的构成原理(1)设分段开关B和C为能够切断故障电流的断路器，且配有能够检测电流、电压的馈线终端(FTU)或保护装置。当AB之间的Fl点发生故障时，A处的过流元件会检测到过电流，

5、而其下游B处的过流元件不会动作，能够确定故障位于AB之间，因此B不会向A处的保护发闭锁信息，A处的保护在经过必要的确保可靠性的延时后跳开A，同时联跳B，将故障隔离；若故障发生在BC之间的F2点，此时A、B处的过流元件都会检测到过电流，B会向其上游的A发出闭锁信息，并通过与下游C处的保护交换信息，确定故障点位于BC之间，跳开开关B、C隔离故障。(2)如果B、C是负荷开关，无法切断故障电流，只能依靠断路器A切断故障电流，但却可以通过上述的判断逻辑快速完成故障定位和隔离。设故障发生在BC之间的F2，A处的保护会瞬时动作跳闸切断故障电流，并通过与B处的过流元件交换

6、信息确定故障不在AB之间：而B处的过流元件与下游C处的过流元件通过信息交互能够确定故障点位于BC之间，因此在A跳开后可以接着跳开B、C隔离故障，然后B和C分别与上游和下游开关处的FTU9通信，合上相应的开关，恢复对非故障区段的电。如果变电站M退出运行，手拉手开关D闭合，AC段改由变电站N供电。此时各保护之间的配合关系发生了变化，此前的下游开关变为上游开关，通信对象也要相应改变。因此在配电系统中，通信的对象会有多个，通信更加灵活。但一般而言，每个开关处的保护只需与相邻的上游和下游的保护通信就能完成速切保护和故障隔离功能，因此对于特定结构的网络，通信的对象也是

7、确定的。只不过随着供电电源的不同，上下游的关系不同而已。这可以借助主站对网络结构进行辨识并制定通信策略，也可以由各保护装置就地辨识潮流方向，根据供电电源的不同调整通信策略。图2基于过流元件的闭锁式速切保护动作逻辑图以A处的保护为例，基于过流元件的闭锁式全线速切保护动作逻辑示意图如图2所示。A处的保护在判断过流后不能立即参与逻辑的比较，需要有一个延时t，用来等待可靠收到下游的闭锁信号，以防止保护误动作。对于闭锁式保护而言，通道是否正常工作十分重要。因此要有可靠完善的通道监视手段，一旦发现通道故障，立即闭锁保护。2．2下面介绍对闭锁式全线速切保护方案的评价9(

8、1)从保护动作的快速性方面看，闭锁式速切保护为了防止误动作，必须设