摘要：由于我国经济的快速发展，人们对电力的需求也不断提升，电力系统需要对用户持续的供电，通过供电的可靠性能够看出供电企业的供电能力，直接对企业的效益以及用户安全用电产生影响。停电是对供电可靠性影响较大的一个因素，停电主要是故障以及计划检修。用户停电故障的主要原因是配电网方面，这就需要注重应用配电网自动化技术以及继电保护技术，二者都有各自的优势以及不足，这就需要二者进行有机协调和配合，促进电力系统供电稳定性和可靠性的提升。
关键词：配电网；继电保护；多级保护；继电保护
引言
提高配电网故障处理水平，是提高供电安全性与可靠性、建设一流配电网的重要保障。目前，配电网过电流保护配置与整定不合理，保护动作选择性差，线路下游、支线、用户系统故障时会越级跳闸，造成全线停电。小电流接地系统的单相接地故障（简称接地故障）选线与隔离问题没有得到有效解决，主要依靠人工拉路处理故障，造成非故障线路用户短时停电；系统带接地点长期运行，会引发大面积停电事故，坠地导线与导线碰树故障还会导致人身触电与火灾事故。2017年国家电网有限公司发布的企业标准《配电网技术导则》（Q/GDW10370—2016），改变了小电流接地系统单相接地故障下持续运行2h的传统做法，要求“永久性单相接地故障选线选段、就近快速隔离”，为接地故障处理技术的发展指明了方向。
1基本原理
对于保护方式的选择需要结合每个配电线路的特点来落实。很多农村中的配电线路特点主要有:分段数不多、供电半径较长、开环运行。在这样的线路出现故障的情况下，每个分段开关的短路电流存在差异，短路电流之间存在较大的差距，这时就要采取多级保护配合的方式，一般是通过电流定值以及延时极差之间进行配合，进而对故障路线进行快速的切除。城市中的配电线路主要的特点包括:开环运行、供电半径较短。农村中一小部分配电线路还有开环运行以及分段数较多的特点。在这两种配电线路出现了故障时，每个分段开关短路电流数值差不多都是相近的，要想对其进行保护，通过给每个分段开关设置相应的电流定值是不行的，这就需要设置延时时间极差，对于出现故障的配电路线需要有选择性的进行切除。
2多级保护配置与整定方案
2.1相间短路故障保护方案
相间短路故障采用“出线开关+支线开关+用户分界开关”的三级电流保护方案，支线、用户系统的故障由支线开关、分界开关动作切除，主干线路短路故障由变电站出线断路器动作切除，通过就地控制型馈线自动化或配电自动化主站控制，实现故障区段的隔离与非故障区段恢复供电。
传统的变电站出线Ⅰ段保护按躲过线路末端最大短路电流整定，保护范围可达线路全长的80%以上，出线断路器越级跳闸现象严重；将Ⅰ段保护退出运行，出口短路切除时间长，大短路电流严重危害主变压器（简称主变）安全，而且母线深度电压暂降会导致敏感用电设备停机或出现误操作，因此采取提高Ⅰ段保护电流定值的做法，以缩小Ⅰ段保护区、降低保护的无选择性动作区，同时有效地缓解出口短路大电流与电压暂降的危害。
出线Ⅰ段电流保护的电流定值整定原则是与主变Ⅱ段电流保护配合，以避免主变保护在线路故障时越级跳闸。主变Ⅱ段电流保护电流定值的整定原则是确保在母线故障时可靠跳闸。
2.2相间短路故障保护方案
电缆线路一般比较短，变电站出线Ⅰ段保护区占线路总长度的比例比较高，如采用三级保护方案，减少越级跳闸率的效果不如架空线路好，因此，将出线Ⅰ段保护退出运行，实现“出线断路器+环网柜出线开关”两级保护的配合。环网柜出线与用户系统故障时，由环网柜出线开关动作切除故障；主干线路故障时，由变电站出线断路器保护动作切除故障，通过集中型配电自动化系统完成故障区段的隔离。鉴于电缆线路中瞬时性短路故障比例低，不再配置重合闸。
如果主变耐大电流冲击能力差或者同母线上其他线路接有对电压暂降敏感的重要负荷，应能够快速切除线路出口短路故障，因此采用与架空线路类似的“出线断路器+环网柜出线开关+分界开关”三级保护配合模式。为进一步提高保护动作的选择性，变电站出线保护Ⅰ段可增加0.15s的延时，实现与分界开关保护的配合，避免变电站出线保护Ⅰ段保护区内发生用户系统内故障时造成全线停电。
电缆线路短路保护动作，虚线圆弧左边部分线路，位于变电站出线Ⅰ段保护区内。主干线路上K1点与K4点发生故障时，分别由出线Ⅰ段与Ⅱ段保护动作切除故障，然后由配电自动化主站遥控隔离故障区段。变电站出线保护Ⅰ段保护区内第一个环网柜出线K2点故障时，变电站出线保护Ⅰ段动作切除故障。K3点永久性故障时，分界开关QL14的Ⅰ段保护动作切除故障。K5点故障时，QL23的Ⅱ段保护动作切除故障。K6点故障时，分界开关QL24的Ⅰ段保护动作切除故障。
3暂态接地保护技术及其应用
国内部分小电流接地系统之所以要转变为低阻接地或灵活接地方式，一个主要原因是小电流接地故障保护问题长期以来没有得到妥善解决。近年来小电流接地保护，特别是暂态接地保护技术取得了突破性的进展，为解决这一难题创造了条件。
小电流接地故障产生的暂态电流幅值远大于稳态值，且不受消弧线圈补偿影响，选线灵敏度与可靠性高。早期首半波法，受原理与当时技术手段限制，实际效果不理想。进入２１世纪，随着高速数据采集与处理技术的应用，开发出暂态接地选线装置，达到了实用化水平。暂态选线方法主要包括暂态电流群体比较与暂态（无功功率）方向两种。暂态电流群体比较选线的依据是：故障线路暂态零序电流幅值最大，流向与健全线路相反。选线装置比较变电站各出线的暂态零序电流，将暂态电流幅值最大、极性与其他线路相反的线路选为故障线路；在所有出线暂态电流极性一致时，判为母线接地故障。
结语
本文提出的配电网多级保护方案，能够有选择性地切除相间短路故障，减少越级跳闸、缩小故障停电范围，提高可靠性；快速就近隔离小电流接地系统单相接地故障，既能防止系统带接地点长期运行引发大面积停电、人身触电与火灾事故，同时又避免了仅依靠选线装置跳闸或拉路跳闸造成全线路停电。
暂态方向选线的依据是：健全线路的暂态容性无功功率从母线流向线路，方向为正；故障线路的暂态容性无功功率从线路流向母线，方向为负。暂态无功功率可通过将暂态零序电压的导数与暂态零序电流相乘来获得。
参考文献
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