农村配电网开关跳闸选择性思考范文

《宁夏电力杂志》2014年第六期

1柱上开关上下级之间配合困难

如图1所示，1个开关有1个以上下级开关需要配合时，如果下级各开关出口短路电流差距较大，会造成上级速断保护的保护范围严重缩小、甚至无保护范围。由于K4、K5和K2开关相比较，K6和K7、K3开关相比较，其短路电流相差大，出现K1、K2开关速断保护范围大大缩小，造成保护无选择性动作或开关拒动。

2解决开关跳闸选择性差的新方法

根据文献［1-2］中配网自动化的要求，为了提高农村10kV配电网故障点定位的准确性和智能开关跳闸的选择性［3］，提出以下解决方法。

2.1增加分界相间功能在保留原有速断、限时速断2种保护的基础上，增加分界相间功能。分界相间功能是：测量值大于整定值即形成过流记忆，之后如出现失压且失流则作用于跳闸。其电流值设定为出线开关的过流保护定值。这样，只要出线开关跳闸，那么故障点以前流过故障电流的各柱上智能开关由于出线开关跳闸，线路失流、失压，在分界相间功能的作用下均跳闸，避免了前述故障点以前某些开关不跳闸的问题。

2.2选择具有来电延时合闸功能的柱上智能开关来电延时合闸功能是：在开关处于跳闸且电源侧失压状态时，开关不动作；但当电源侧来电后，经过一段延时（时间可调），开关自动合闸。合闸后如在一定时间内开关跳闸、则自动闭锁该功能。直到人工（可通过短信方式）解除闭锁后，该功能方可恢复。合闸延时选择：k1开关为20.5s。主要考虑变电站出口开关重合闸设定一次，而重合闸恢复具备第二次重合所需要的时间约为15～20s。K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8号开关均为5s，主要考虑开关上级线路经过5s的正常运行后，可基本确定上级线路运行正常。同时本级开关合闸储能约在3～4s完成，具备合闸条件。

2.3合理选择同一级各柱上智能开关的安装位置确定柱上智能开关安装位置时，在考虑运行维护方便的同时，还要考虑同一级各柱上开关安装点短路电流尽量接近，以方便上级保护定值选择，获得速断、限时速断保护最大的保护范围。

3改进效果

仍然参照图2，对采用新方法后的开关动作情况改进进行分析如下：（1）当2点短路时：K、K1速断动作跳闸。K重合闸动作后，恢复K1以前线路供电，K1经20.5s延时后合闸。如瞬时性故障，则恢复全线供电；如永久性故障，则K、K1二次跳闸，K1同时闭锁，K重合闸二次动作后，恢复K1以前线路供电。（2）当3点短路时：K速断动作跳闸，K1仅限时速断启动，来不及跳闸，但K1在分界相间作用下又能够跳闸。K重合闸动作后，K1经20.5s延时合闸。如瞬时性故障，则恢复全线供电；如永久性故障，则K、K1二次跳闸，K1同时闭锁。K重合闸二次动作后，恢复K1以前线路供电。（3）当4点短路时：K、K2限时速断动作跳闸（二者时差太小（0.1s），故均跳闸）。K1在分界相间作用下也跳闸。K重合闸动作，K1经20.5s延时合闸后，K2经5s亦延时合闸。如瞬时性故障，则恢复全线供电；如永久性故障，则K、K1、K2二次跳闸，K2同时闭锁，K重合闸二次动作后，K1经20.5s亦延时合闸，恢复K2以前线路供电，k2重合闸因已被闭锁而不动作，其后段线路停电。

4效果评价

（1）采用新方法后，瞬时性故障时可迅速自动恢复供电；永久性故障时可准确判断并可靠切除故障段，及时恢复故障点前段线路供电，有效解决了线路保护和变电站出线开关保护的配合问题，可迅速恢复非故障段供电，有效提高了智能开关跳闸的选择性。（2）新方法中使用的来电延时合闸功能、自动重合闸功能和分界相间功能等均为成熟技术，所以简单、可靠，只要在选购开关时注意提出要求、合理利用，就可以大幅度提高智能开关跳闸选择性；不需增加额外投资，易于实施。（3）由于各地农村10kV配电线路数量大，此方法有很大的推广空间，且其提高开关跳闸选择性、减少停电次数、缩短停电时间而带来的经济和社会效益也是显而易见的。本例中智能开关保护改造后，线路可靠性较改造前提高了5.3%；每年多供电量约240MW•h，直接经济效益约12万元。

5结论

（1）新方法利用分界相间功能弥补了各柱上智能开关过电流后备保护的缺失。与各柱上智能开关的速断、限时速断保护构成三段式电流保护，确保及时、可靠切除故障。（2）在出线开关保护定值不变或有限改变的条件下，新方法利用开关的来电延时合闸功能、自动重合闸功能和分界相间动作功能等，很好地解决了保护范围重叠区越级跳闸而造成的瞬时性故障不能恢复供电以及扩大停电范围的问题。（3）改进后各开关都有独立的保护装置且均可切合故障电流，所以可以迅速找到故障点切除故障，恢复供电，解决了传统保护整定困难的问题，提高了智能开关跳闸的选择性。

作者：张生智单位：陕西省府谷县供电分公司