配电网分支线保护的配置与整定问题探究

配电网分支线保护的配置与整定问题探究

发表时间：2019-01-11T15:15:00.267Z 来源：《科技新时代》2018年11期作者：翁俊[导读] 文章对目前配电网中的架空分支线保护以及电缆分支线保护的现状，提出架空分支线保护以及电缆分支线保护的配置方案以及相应的熔断器和断路器整定原则，以供参考。国网福建省电力有限公司武夷山市供电公司福建省武夷山市 354300

摘要：文章对目前配电网中的架空分支线保护以及电缆分支线保护的现状，提出架空分支线保护以及电缆分支线保护的配置方案以及相应的熔断器和断路器整定原则，以供参考。

关键词：配电网；分支线保护；配置；整定 1引言

目前的电力用户中停电时间大多数都是由于配电网的原因引起的，而且在这些由配电网原因而引起的停电时间中，有接近一半的时间是由于故障原因而引起的，由此可见，为了缩短停电时间就需要针对配电网的故障问题来对其进行保护，并且要对故障处理能力进行提高。在目前所应用的配电网保护中，分支线保护的主要作用就是对由于分支线故障所引起的变电站线路出口保护越级跳闸所引起的停电问题进行预防，通过合理的配置来对停电范围进行控制。但是目前我国针对分支线保护的研究和应用还比较少，因此本身就针对配电网分支线保护的配置方案以及所确定的保护配置方案之下的断路器保护以及熔断器保护的整定原则进行研究，实现电力用户停电时间的缩短、停电损失的降低以及供电可靠性的提高。 2配电网分支线保护现状

2.1架空分支线保护现状

针对目前我国以中性点非有效接地方式的中压配电网架空线路来说，其分支线保护中存在的问题主要有：首先就是规程的缺失。主要表现在目前的规程中缺少对分支线保护的要求和配置原则要求，这就会导致投资成本的增加以及供电可靠性的降低。其次是上下级保护的配合问题。这主要表现在目前针对架空分支线的断路器保护，所采取的保护方式就是在分支线上进行Ⅰ段保护的配备，但是这样会导致在对其进行整定时如果按照下级最大电流来进行整定则会导致没有保护区的问题，而如果按照保护分支线末端来进行整定，但是又会导致越级跳闸的问题。此外，针对使用跌落式断路器保护的分支线来说，如果出口Ⅰ段保护增加150ms的延时，虽然保证了熔断器保护能够与上级保护进行配合，但是会导致选型方面与下级无法实现配合的问题。最后就是没有对重合闸进行同时配备。这样就会导致在分支线上出现瞬时性故障时也会出现停电时间延长的问题。

2.2电缆分支线保护现状

电缆分支线保护中不仅存在上述架空分支线中的问题，而且对于采用熔断器或高压交流符合开关-限流式熔断器组合电器的电缆分支线来说，主要存在的问题有：首先就是如果采用小电阻接地的方式如果出现单相接地短路故障时，就会由于短路电流比相间短路电流小而导致熔断时间延长，如果此时间比出口零序Ⅲ段保护时限更长就会导致出口零序保护越级跳闸的问题并且会导致停电范围的扩大。其次就是没有对转移电流对保护配置的影响进行考虑。这主要表现在电流会比导致负荷开关开断的电流更大而出现事故。最后就是没有进行符合保护的配置或者是没有对交接电流的影响进行考虑。这主要会导致过负荷电流无法被正常开断，而且如果没有进行负荷保护的配置，会由于长时间的过热问题而导致熔断器损坏而造成短路故障。而如果没有对交接电流的影响进行考虑，则会出现出口保护越级跳闸的问题或者是负荷开关开断大短路电流而导致故障发生的问题。 3架空分支线保护配置与整定 3.1架空分支线保护配置方案

架空分支线的保护配置需要从以下三种情况进行讨论。首先是针对采取出口保护配置电流Ⅰ段保护且无延时的方式，由于分支线在Ⅰ段保护的范围之内，不需要对其进行分支线保护。其次就是出口保护配置Ⅰ段保护且延时150ms，此种情况下不应进行断路器的配置，而是需要在分支线负荷容量比较小的分支线上进行跌落式熔断器保护的配置。而且配置方式需要按照出口保护重合闸方式的不同而采取以下两种配置方案。第一种就是前加速方式下的熔断器保全方案。此种方案在对分支线熔断件进行选择时具有较大的难度，因此建议选用第二种，也就是后加速方式下的熔断器熔断方案。通常需要选择可以与下级配变保护配合的最小额定电流的熔断件就可以满足要求。

最后一种情况就是出口保护Ⅰ段退出运行或者是分支线在Ⅰ段保护范围之外。在此种情况下由于配电网出口Ⅱ段保护动作时限是0.3~0.4s，因此可以采用熔断器或者是断路器来进行保护。但是采用熔断器保护方式不仅选型的难度比较大，而且采用熔断器保全方案还可能会导致出现瞬时故障而引起整条分支线路的永久性停电，因此建议采用断路器保护配置，而且针对其可能会导致出现的越级跳闸故障而采用重合闸来进行纠正即可。

3.2熔断器和断路器的保护整定原则

对于熔断器保护配置方案来说，需要针对分支线的容量来对熔断件的额定电流进行选择，并且要确保与下游最大容量配变保护进行配合。其整定原则就是要在确保一定裕度的前提下保证动作的选择应使上级熔断件的最小弧前时间大于1.33倍的上级熔断件的最小弧前时间。

对于断路器来说，首先是对于分支线电流Ⅰ段保护的定值整定原则就是确保在分支线末端故障且短路电流最小时有足够的灵敏度，并且要躲过分支线的冷启动电流。在实际设置时可以按照线路出口Ⅱ段电流定值的0.9倍进行整定。此外还要增加Ⅰ段保护的延时，而且要根据出口电路Ⅱ段的保护实现来进行整定，如果Ⅱ段保护的时限为0.4s则整定分支线电流Ⅰ段保护增加0.15s的延时。而如果出口电流Ⅱ段的时限为0.3s，则需要将分支线的动作实现镇定为0.1s。其次是对于分支线电流Ⅲ段保护，其整定原则就是1.5~2.5倍的线路最大负荷电流。时限的整定就是要确保比线路出口Ⅲ段的动作时限低一个时间级差，但是比下游配电变压器Ⅲ段保护大一个时间级差。最后就是针对自动重合闸来说，需要在分支线配备断路器保护时同时配备自动重合闸。 4电缆分支线保护配置与整定 4.1电缆分支线保护配置方案

同样对于电缆分支线也需要从三种情况进行讨论，首先就是针对上文3.1中介绍的第一种情况，也是同样不需要进行分支线保护的配置。其次是针对第二种情况则需要针对负荷容量比较小的分支线路进行熔断器熔断方案的配置，并且是进行全范围限流式熔断保护或者是组合电器保护的配置。最后是针对第三种情况则应该针对负荷容量比较小的分支线路采用熔断器保护的配置方案，而对于具有较大负荷容量的分支线则最好采用断路器保护配置方案。

4.2熔断器和断路器的保护整定原则

此配置方案中的熔断器保护整定原则，针对全范围限流式熔断器保护来说，，应利用I2t 特性曲线选取能够与下级保护配合的熔断器。应保证分支线熔断器的熔断件最小弧前I2t 小于配变熔断器的最大动作I2t。此外要在保证设备安全的前提下尽可能地增加啊出口保护零序Ⅲ段的动作时限。断路器保护整定原则就是在小电阻接地方式下需要配置相间短路保护、零序电流保护，零序电流Ⅲ段保护的定值要躲过线路上的最大电容电流，可以选择为5%最大负荷电流。；如果采用零序电流过滤器获取零序电流，还要躲过线路冷启动时的不平衡电流，可选为10%~20%最大负荷电流。其动作时限比上级出口保护零序III段小一个时间级差。 5结语

针对目前配电网分支线保护配置中架空分支线以及电缆分支线保护的配置情况以及存在的问题，提出了相应配电网分支线保护配置方案，以及不同方案中的熔断器和断路器整定原则，根据上述配置和整定方案，可以实现供电可靠性的提高以及用户年平均停电损失的降低。

参考文献：

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[2] 闫炜阳. 含分布式电源的配电网保护配置与整定研究[D]. 2015.

[3] 黄天意. 含分布式电源的配电网故障特性及保护方案研究[D]. 2016.