张兴超
摘要:伴随经济社会发展,对供电可靠性要求愈来愈高,而继电保护作为重要屏障,在系统安全运行中作用显著。本文重点探讨配电网保护配置,并分析故障下的保护动作情况,以作借鉴。
关键词:电力系统;继电保护;故障;动作;分析
为适应配电网发展需要,限制配网故障停电范围,提升配网故障防御能力,纷纷采取“三级保护”的策略。在此基础上,将以更小停电范围、更快反应速度完成配网故障的切除。
1配电线路继电保护配置
配电线路在配置各类开关时,需根据位置特点对其进行分类,具体涉及分支、分界等开关类型,然后与变电站出线开关配合,共同组成完整的线路保护体系。其具体配置如下:
1.1出线开关保护配置
为保证足够灵敏度及保护范围,通常会配置三段式过流保护:首先是速断保护,其保护灵敏度最高,且反应最快(0s),可快速切除线路近端故障,在速断保护设置中,可通过加设复压保护,有效限制其保护范围,以防与下级配电开关同时动作;其次是限时速断保护,其有着较高灵敏度,动作时间较速断保护略长(0.4s),保护范围也得到延伸,可用于切除较严重线路故障,但在定值设置时,要注意与上级(主变保护)、下级(配电开关保护)配合;最后是定时过流保护,在出线开关三段保护中,其动作时限最长(0.6~0.8s),但可以保护线路全长,但要注意的是,保护上下级配合问题,以防因越级而扩大故障范围。
1.2分支开关保护配置
为将故障限制在某分支范围,在分支开关保护配置中,通常也是以过流保护为主,而且仅需要配置两段过流保护。一是限时速断保护,其在分支保护中灵敏度高(0.2s),可切除较严重故障,但不能保护分支全长,而且要与出线开关限时保护配合,也就是在分支故障时,分支开关可早于进线开关动作,进而达到缩小停电范围的效果。二是定时过流保护,其优势在于可保护支线全长,但其动作时限较长(0.4s),需与出线开关定时保护配合,若是分支末端故障,则可优先分支开关动作。
1.3分界开关保护配置
通常在配网建设中,对于配变用户或较大负荷,当其故障时,需要以更灵敏的方式切除,便需要用到“看门狗”开关,也就是这里讲的分界开关。其同样采取的是两段式过流保护,但不同于分支开关的是,其动作时限更短,分别是由速断与定时保护构成。在分界开关所辖负荷故障时,可根据其故障电流大小,若超出速断定值阈值,则分界开关会瞬时跳闸,若是仅超出定时过流定值,则会在延时0.2s后,完成分界开关跳闸动作,有效切除相应配电用户。但要注意的是,分界与分支开关的配合关系。
2配网故障保护动作分析
受外力、运维、设备、自然因素等影响,配电线路故障时有发生,且因其覆盖范围广、线路总长规模大,在整个电力系统中,最为常见的便是配网故障。为确保故障电流快速切除,并有效限制故障发展,要求继保及自动装置准确动作,现针对不同故障情况及设备状态,就继保装置动作做细致分析。
2.1保护及开关装置动作正确
(1)线路发生瞬时性相间故障
在线路正常运行中,開关、保护均能可靠动作,若突发近端相间瞬时故障,由于其产生瞬时故障电流大,超出速断保护限值,则线路开关会第一时间跳开,实现对故障的快速切除,若是开关重合闸投入,则会在特定时限(1s)后重合,因其属于瞬时性相间故障,所以该线路将恢复供电,完成整个事故处置过程。同时,若是瞬时故障点在于远端,则相应开关过流保护将动作,然后经特定延时开关跳开,再延续相同动作过程,实现对线路供电的可靠恢复。
(2)线路发生永久性相间故障
在线路实际运行中,若故障发生在近端且为永久性,则对应的速断保护会动作,此时,因故障被切除而故障象征消失,电力系统将恢复正常。而为快速恢复线路供电,通常会投入三相一次重合闸,在该保护配置下,出线开关会在特定时限后重合,但由于故障点并未消除,线路重合不会成功,出线开关会再次速断保护跳开,这种情况下,便需要检修力量介入,在完成故障点消除或隔离后,再行恢复相应线路负荷。同时,若是故障为远端永久故障,在开关、保护均正常情况下,也将先后完成跳开、重合、再跳开过程。而若故障点上游有分界或分支开关,则将先于出线开关而跳开,也就避免了全线停电问题,需要注意的是,分界或分支在保护配置上,通常并不包含重合闸,避免对分支线路故障二次冲击。
2.2开关动作正常,保护拒动
在保护装置长期运行中,难免会因二次接线或节点老化,而出现保护拒动情况,在这种情况下,若是线路发生相间永久故障,无法依靠出线开关切除故障,此时,主变低后备保护将动作,但因无法判断那条出线故障,在保护策略中,会先行跳闸母线分段,明确故障线路所在母线,然后再跳开该侧主变开关,便完成线路故障的隔离。但因线路主保护拒动、后备保护动作,直接导致故障停电范围扩大化,所以,要重视出线保护装置定检,及时发现并消除保护拒动隐患。在继电保护装置故障时,需合理运用检测手段,如直接检验法、逐个拆解法、参考比较法等,快速确定故障元器件或回路,确保保护可靠动作。
2.3保护动作正确,开关拒动
在电网设备中,开关发挥关键作用,但在长期分合操作中,难免会因机构卡涩、分闸线圈烧坏等,而导致开关拒动问题。在此情况下,若是线路发生相间永久故障,即使保护装置正确发出动作信号,也会因开关拒动而导致保护失效,便会发生越级动作的情况,故障将由主变低后备切除。为此,也需要重视开关检查,定期开展设备检修,确保能够可靠切除故障,维持系统运行稳定。
3结束语
综上所述,配电网作为电能输送最终环节,直接关系广大用户用电安全,而为降低配网故障的频率,需重视其线路及开关设备。当前,智能配网建设成为主流趋势,其保护功能实现是建立在“三级保护”基础上的,作为电力工作者,要熟知配网故障动作过程,以便更好地开展线路运维工作。
参考文献
[1]陈明泉.电力系统继电保护常见故障分析与检修技术探讨[J].江西电力职业技术学院学报,2021,34(07):10-12.
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