基于重合器、分段器的配电网馈线保护研究.doc

基于重合器、分段器的配电网馈线保护研究(国网浙江平阳县供电有限责任公司浙江温州325401)摘要：木文总结了配电网中现有的几种馈线保护模式，分析对比了各自的优缺点, 简要说明了重合器、分段器的功能和特点，并分别以辐射网和环网中10kV馈线 为例分析、验证了基于重合器、分段器馈线保护的优越性关键词：重合器；分段器；配电网；保护1. 配电网馈线保护模式1.1传统的电流保护传统的电流保护是指安装在变电站内的10馈线保护中的电流保护，主 要括定时限三段式过电流保护这类保护整定方便、配合灵活、价格便宜传 统电流保护存在如下不足：(1) 当配电线路较长时，末端的故障电流有可能等于甚至小于首端的 负荷电流，使电流保护的动作电流整定发生困难，动作电流整定过小，有可能躲 不开正常的负荷电流，使得电流保护误动作；动作电流整定过大，当线路末端故 障时，可能己经超出电流保护的保护范围，电流保护将拒动，最终导致末端设备 烧毁2) 馈线上发生故障时，传统电流保护将整条线路切掉，而故障隔离 和非故障区段的恢复供电依靠人工完成，因此时间较忪，不利于提高供电可靠性 1.2基于重合器的馈线保护基于重合器、分段器的馈线保护实现方法主要是通过利用智能化开关设 备(如重合器、分段器等)，通过它们之间的相互配合，实现故障的就地自动隔 离和恢复供电。

该方式的自动化水平较高，无需通信就可实现控制功能，成木较 低缺点是开关设备需要增加电子控制器，记录开关合、分动作的次数，才能完成故障的隔离和恢复供电1.3基于FTU的馈线保护在配电网自动化系统中，各开关上装设了馈线终端单元（FTU）,在故障 发生吋，各FTU记录故障前及故障时的重要信息，如最大故障电流和故障前的负 荷电流、最大故障功率等，并将信息传至控制中心，经计算机系统分析后确定故 障区段和最佳供电恢复方案，最终以遥控方式隔离故障区段、恢复健全区段供电 但该方案对配电网通信的依赖性强，当通信系统发生故障或控制中心故障，则不 可避免地导致整个控制系统瘫痪，失去故障隔离、恢复供电的功能2. 基于重合器、分段器的馈线保护由于重合器、分段器用于配电网络，可有选择地、有效地消除瞬吋性故 障，使苏不致发展成永久性故障，又可切除永久性故障，故而能够极大地提高供 电可靠性2.1基于重合器与分段器的馈线保护实现方法2.1.1辐射网中重合器与分段器保护实现方法根据配电网系统的运行经验统计，线路上的瞬时性故障约占总故障的2/3,而永久性故障又大多数发生在分支线上针对这两个特点，图1的馈线保 护方案是最优化方案。

装在电源出U的重合器R设定为3次重合功能的重合器， 其动作电流设定，等于或小于该馈线系统的最小故障电流，即最远分支线在系统 最大方式下的两相短路故障电流无论是主干线，还是分支线的短路故障，电流 超过设定的动作电流，重合器均开断装在分支线端的FD1、FD2、FD3为电流 型分段器，具有短路电流冲击次数记忆功能，其最小冲击电流记忆值，可设定为 小于重合器的动作电流图1中II段分支线的dl点故障吋，若是瞬吋故障，则重合器R动作： 经过tl吋间分闸，然后延吋t2吋间再合闸，此吋分段器FD2仅记忆短路电流冲 击1次，未动作，馈线恢复供电若dl点故障是永久故障，则重合器R在第一 次合闸后，由于故障仍然存在，所以又一次经过t3吋间分闸，这吋分段器FD2 记忆短路电路冲击为2次，己达到整定的记忆次数，所以在无电流的情况下，延 吋0.5S自动分段，II段分支线的故障被成功隔离，此吋重合器R又经过t5吋间 （包括机构储能时间6—10S）第二次重合，从而恢复除故障线路II段分支线外 的全线供电图1中主干线的末端d2点故障时，若是瞬时故障，则重合器R动作： 经过tl吋间分闸，然后延时t2时间再•合闸，此时分段器FD3仅记忆短路电流冲 击1次，未动作，馈线恢复供电。

若d2点故障是永久故障，则重合器R在第一 次合闸后，分段器FD3记忆短路电路冲击为2次，在无电流的情况下，延吋0.5S 自动分段，主干线末端的故障被快速隔离，重合器R在第二次重合后，恢复非故 障段全线供电2.1.2环网中重合器与分段器保护实现方法随着配电自动化及电力市场的迅速发展，环网式网络结构己成为近几年来发展的主要趋势以图2为例，正常运行吋联络重合器不接通，两个变电所的 主干线建立起相互备用的联络关系图2的环网保护模式适用于在配网自动化改 造中只建立简单的通讯系统，资金投入不多的地区在通讯系统比较发达的地区, 建议使用基于FTU的环网保护模式Sl、S2—变电站；Rl、R2—分段重合器；R3、R4—中间重合器；R5—联络重合器；FD1、FD2—分段器图2基于重合器与分段器的环网保护实现方法图2中两条10kV馈线分别引自两个不同的变电站S1和S2,通过联络 重合器R5组成手拉手环网结构，正常情况下的运行方式是开环运行，即R5是常 开的状态，当特殊情况下，联络重合器R5会自动重合，实现闭环运行，自动恢 复故障线路供电针对环网的特殊性及复杂性，需采用适应环网运行的具备相应 功能的重合器重合器配置PCD2000和环网控制模块LCM,冇3种应用模式分别为分 段重合器模式、中间重合器模式和联络重合器模式。

3种重合器开关保护整定值参考如表1所示故障分析：(1) dl点故障如果是瞬吋故障，由于重合器R3比R1的动作吋限短，所以重合器R3 将先动作并瞬间跳闸，然后经过2S重合器R3合闸，从而恢复全线供电；如果是 永久性故障，在重合器R3第一次分闸吋，分段器FD1、FD2分别记忆为短路电 流冲击1次，由于未达到分段器的设定记忆次数，所以分段器FD1、FD2均不分 闸，当重合器R3第一次重合后，分段器FD1、FD2分别记忆为短路电流冲击2 次，由于未达到分段器FD1的设定记忆次数，所以分段器FD1不动作，而分段 器FD2显然己经达到设定的记忆次数，所以分段器FD2将动作跳闸隔离故障点， 2S后重合器R3合闸，恢复非故障段全线供电2) d2点故障若是瞬吋故障，则变电站内线路保护(速断或过流)动作，跳幵变电站 内开关，经重合闸动作恢复线路供电；若是永久性故障，则变电站内线路保护(速 断或过流)动作，跳开相应线路开关，然后重合闸动作，重合不成功，变电站内 线路开关分闸闭锁，R1主保护第一整定值失压保护启动，延吋3S后R1分闸且 闭锁，故障段瞞离变电站内线路开关分闸闭锁的同吋，重合器R3保持在合闸 位置，R3的主保护第一整定值失压保护启动延吋，5S后将保护整定值切换至后 备保护第二整定值，R5的主保护第一整定值失压保护启动，延时6s后合闸并将 保护整定值切换至后备保护第二整定值，并合闸。

于是②、③、⑦、⑧段恢复送 电3. 结论通过重合器、分段器相互配合实现的配网馈线保护是一种行之冇效的保 护模式，尤其是在通讯网络不发达的广大农村配电网中尤为适用，既节省了投资， 又能真正实现“故障定位、故障隔离，恢复非故障段供电”，对进一步提高供电 可靠性具有重要意义作者简介张杨(1980.09.16)男学历：东北电力大学电力系统及苏自动化专业硕 士研究方向：电力系统及其自动化。