王春華

（國網(wǎng)山東省電力公司商河縣供電公司 山東濟(jì)南 251600）

引言

依據(jù)問題發(fā)生后只中斷問題支路這一準(zhǔn)則，以往配電網(wǎng)保護(hù)一般選用三段式的電流保護(hù)措施，整定過電流時則根據(jù)其避開的最大負(fù)荷電流進(jìn)行，通常會因?yàn)樽则?qū)動電流大，在比較長的線路尾端出現(xiàn)短路問題，靈敏性無法滿足有關(guān)需求，保護(hù)裝備不能正常運(yùn)行，大大降低電網(wǎng)的可靠性和安全性。相關(guān)人員一定要對此予以高度重視，同時研究出科學(xué)合理的解決對策。

1 電網(wǎng)運(yùn)行中負(fù)荷自啟動對過電流保護(hù)的影響

以某一配電網(wǎng)為例（如圖1所示），若K位置出現(xiàn)問題，保護(hù)2主保護(hù)馬上驅(qū)動，去除故障，求備用保護(hù)是保護(hù)3，在問題解決后要穩(wěn)定返回。

圖1 輻射型配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 負(fù)荷電流變化特征圖示

在此配電網(wǎng)里，以上保護(hù)的整定匹配關(guān)系還要充分結(jié)合以下幾方面考慮：

（1）保護(hù)裝備的誤動。若線路的外在問題點(diǎn)K被去除之后，B（母線）所銜接的負(fù)荷自驅(qū)動，增加3位置的負(fù)荷電流，有很大幾率會引發(fā)保護(hù)3出現(xiàn)誤動情況。因此，運(yùn)算過電流保護(hù)整定的具體數(shù)值時，要結(jié)合電感性負(fù)荷自驅(qū)動的干擾考慮，提升備用保護(hù)的穩(wěn)定性，但這也會減少電流保護(hù)的敏感性。

（2）保護(hù)裝備的拒動。結(jié)合負(fù)荷自驅(qū)動所造成的干擾考慮，在整定過電流保護(hù)時要添加自驅(qū)動系數(shù)，造成最終的整定數(shù)值偏大，但在最小運(yùn)作形式下線路2尾端出現(xiàn)故障問題時，基本上可斷定為短路電流值過低導(dǎo)致保護(hù)2敏感度下滑，從而引發(fā)拒動問題[1]。

2 電流圖變量的自適應(yīng)過電流保護(hù)新原理的研究

2.1 自適應(yīng)過電流保護(hù)整定

在以往的電網(wǎng)繼電保護(hù)整定工作時，對于過電流保護(hù)中整定指數(shù)值為不變數(shù)值，進(jìn)行自啟動系數(shù)和重負(fù)荷數(shù)據(jù)分析時，可能造成整定值過大，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作靈敏度。整定人員設(shè)計出一種新型對過電流保護(hù)的工作原理，保證保護(hù)動作時可以躲過負(fù)荷最大電流，外部進(jìn)行故障去除后，對負(fù)荷自啟動進(jìn)行識別過程，發(fā)生負(fù)荷自啟動工作時，結(jié)合前期對自啟動數(shù)據(jù)和負(fù)荷電流整定值實(shí)施調(diào)整，確定保護(hù)裝置工作的合法性。對于三段時自適應(yīng)保護(hù)設(shè)施，前兩段保護(hù)過程中，由于整定值設(shè)置較高，自啟動電流不會對其造成影響，可使用普通工作形式進(jìn)行設(shè)定，日常工作時，第三段過電流保護(hù)值的設(shè)置按照躲過負(fù)荷電流整定值進(jìn)行，不考慮其他因素，所以整定值設(shè)置比較低，設(shè)備靈敏性增加。將外部故障去除后，負(fù)荷自啟動，第三段過電保護(hù)進(jìn)行工作時要對以往負(fù)荷自啟動系數(shù)進(jìn)行分析，計算出新的整定值，負(fù)荷自啟動完成后，再使用平時的整定值，進(jìn)行數(shù)值的保護(hù)要在設(shè)備工作穩(wěn)定基礎(chǔ)上，增強(qiáng)過電流保護(hù)靈敏度。

2.2 外部事故去除后負(fù)荷自啟動的識別方式

電力正常工作中，配電網(wǎng)中故障中的保護(hù)動作去除以后，由另外的保護(hù)電流對故障前的負(fù)荷電流，突變成故障電流，再由故障電流，突變成自啟動電流，這一系列的過程中，突變成自啟動電流中的數(shù)值小于突變成故障電流的數(shù)值以后，仍然比發(fā)生故障前的負(fù)荷電流大，這么一來，可以確定發(fā)生故障后仍可進(jìn)行自啟動電流，實(shí)驗(yàn)人員可將這個特點(diǎn)作為判定負(fù)荷自啟動的依據(jù)，如圖2。

實(shí)際工作過程中，根據(jù)下面兩點(diǎn)進(jìn)行判斷：判斷一，當(dāng)t1時間段發(fā)生問題的時候，工作電流出現(xiàn)第一次突變，公式為：ΔI1=|It1-It1-T|，其中ΔI1為第一次電流突變值，It1-T為在t1-T時間段電流數(shù)值，It1是t1時間段電流數(shù)值，是工作頻周期。主要判斷公式為ΔI1＞Id1，其中，Id1為臨界限值，最后整定Id1=（0.2-0.3）IN。其中IN指標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷電流值。判斷二，一段時間后，故障被去除，電流由故障電流突變成自啟動電流，電流突變量公式為：ΔI2=|It1+t-It1-T|，其中ΔI2為后期電流突變值，It1-T指t1+T時候的電流值，主要辨別公式為 ΔI2＞Id2，Id2指臨界限值，最后整定為 Id2≥（0.3-0.5）IL，IL指事故前負(fù)荷電流，并且第一次電流突變的量值和后期突變量值工作滿足公式ΔI1＞＞ΔI2。當(dāng)保護(hù)裝置連續(xù)經(jīng)過兩次數(shù)據(jù)的突變，電流的突變量同時符合上述公式判斷時，就可確定外部故障去除后可產(chǎn)生負(fù)荷自啟動情況。

2.3 自適應(yīng)過電流保護(hù)動作原則

當(dāng)經(jīng)過檢測線路產(chǎn)生外側(cè)故障的時候，電流在事故發(fā)生前和事故去除后出現(xiàn)兩次突變，并且和事故發(fā)生前負(fù)荷電流比較，出現(xiàn)不同特點(diǎn)，結(jié)合上述判斷，可以確定負(fù)荷自啟動方式過程：①當(dāng)電網(wǎng)正常工作，保護(hù)裝置對工作電流采取數(shù)據(jù)，自適應(yīng)過電流保護(hù)使用負(fù)荷電流計算，使用整定值最低值。②當(dāng)工作設(shè)備發(fā)生線路短路時，保護(hù)裝置檢出電流突變量位置，對故障部分進(jìn)行分析和切除，自適應(yīng)過電流保護(hù)判別設(shè)備，剛出現(xiàn)電流突變是否滿足判斷一，如果電流突變數(shù)據(jù)量滿足判斷一，并且電路中電流可以達(dá)到整定值最低點(diǎn)，就可使用自適應(yīng)過電流保護(hù)行為，預(yù)測行為到達(dá)時限后，后備保護(hù)切斷電路。③電流突變數(shù)據(jù)量符合判斷一時，就能檢測到后期發(fā)生的電流突變，對事故進(jìn)行排除后，再診斷是否符合判斷二，并確定外部事故去除后的負(fù)荷自啟動過程，保護(hù)設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷電流數(shù)據(jù)的實(shí)時采集，并計算整定值最低值。所以，正常工作時，保護(hù)設(shè)施使用整定值最低值，提升過電流維護(hù)的靈敏性，外側(cè)事故去除過程中，保護(hù)設(shè)施使用整定值最高值，這么做可以提升系統(tǒng)安全性，避免再次發(fā)生故障。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 常規(guī)運(yùn)作整定值

常規(guī)運(yùn)作過程中，此自適應(yīng)過電流保護(hù)，按照負(fù)荷電流運(yùn)算且選用一些數(shù)值較小的整定值，此數(shù)值不再負(fù)荷自驅(qū)動系數(shù)范圍內(nèi)。而且線路負(fù)荷電流較低時，需要提供40～55%的額定負(fù)荷數(shù)值，根據(jù)固定的公式展開運(yùn)算。

建設(shè)的仿真模型，要選用總負(fù)荷時15/10/12MVA的系統(tǒng)，利用此三種運(yùn)作模式（等同于80%、60%、70%的額定運(yùn)作模式）下，保護(hù)線路過電流時要根據(jù)以往整定措施與上文自適應(yīng)整定形式并調(diào)整最后數(shù)值，同時對此兩種方式展開仿真檢驗(yàn)。經(jīng)過比較靈敏性和整定數(shù)值，傳統(tǒng)方法整定數(shù)值較大，靈敏性低，E母線中的最小運(yùn)作形式出現(xiàn)問題，保護(hù)4是此線路最近的主要備用，Ksen.4不足1.6（靈敏度），保護(hù)3是周圍線路的最遠(yuǎn)備用，無法符合Ksen.3大于等于1.3的要求，還會引發(fā)拒動現(xiàn)象，因此不能達(dá)到靈敏度的需求。但本文介紹的過電流保護(hù)原理，整定值較小，提升了保護(hù)行為的靈敏度，還是E母線中的最小運(yùn)作形式下的故障問題，保護(hù)3/4依次是此線路附近線路最遠(yuǎn)的備用與最近的備用，其靈敏度基本能符合Ksen.3大于等于1.3；Ksen.4大于1.6的保護(hù)需求，大大提升了過電流保護(hù)的穩(wěn)定性和安全性。

3.2 負(fù)荷自驅(qū)動環(huán)節(jié)整定值

一旦線路外界出現(xiàn)K1點(diǎn)問題，其保護(hù)5行為去除問題之后，在3中運(yùn)作形式下，線路DE與CD經(jīng)過負(fù)荷驅(qū)動電流，能通過其算出保護(hù)3/4的自驅(qū)動進(jìn)程與常規(guī)運(yùn)作形式整定值?？砂l(fā)現(xiàn)，本文所說的自適應(yīng)是一個過電流保護(hù)，常規(guī)運(yùn)作時調(diào)節(jié)的低值整定值，能提升保護(hù)可靠性，然而卻不能避開線路負(fù)荷自驅(qū)動電流，此措施在鑒別出現(xiàn)自驅(qū)動時，短期內(nèi)使用高值整定值，以防保護(hù)裝備出現(xiàn)誤動情況，從而提升保護(hù)裝備的穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

在外界出現(xiàn)問題故障并順利取出以后，若使用的保護(hù)原理可以精準(zhǔn)的判斷出負(fù)荷自驅(qū)動過程，短期能使用自適應(yīng)較高的整定值，則能有效防止保護(hù)誤動，確保了保護(hù)的穩(wěn)定性。在下級、本級線路出現(xiàn)問題時，備用或者遠(yuǎn)備用保護(hù)動作是自適應(yīng)過電流時，此保護(hù)由于利用較低整定值而具備良好的靈敏度，針對運(yùn)作形式繁雜且波動明顯的分布式電源銜接配電網(wǎng)，能有效提升其可靠性。