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摘要：供电可靠性是配电网规划的重要指标之一，为了确保配电网的供电可靠性，不仅需要对配电网架进行合理规划，还需要对其故障处理策略进行科学规划。继电保护配合能够迅速切除故障，恢复健全部分供电而不造成短暂停电，对配电网继电保护配合进行合理规划，不仅可以缩短大部分故障的处理时间，而且由于继电保护之间不需要借助通信网络进行数据交互，而是依靠本地智能配电终端就可以正确动作，因此进行故障处理的可靠性更高。
关键词：供电可靠性；配电网继电；保护规划
配电网继电保护作为动作型“两遥”智能配电终端的必备功能，在其动作后将信息传送到配电自动化系统主站，可以显著提升配电自动化系统的性能。继电保护和自动装置是最早应用于配电网相间短路故障处理的手段，继电保护配合能够迅速切除故障，配置恰当的话能够具有良好的选择性，与集中智能配电自动化系统协调配合有助于进一步提高配电网的故障处理性能，并且对于一些无法实现集中智能配电自动化系统的区域（如农村、山区配电网），配电网继电保护配合仍是故障处理最值得考虑的技术手段。
一、配电网继电保护存在的问题
继电保护要遵守四个基本原则：快速性、可靠性、选择性和灵敏性。如果不能同时保证这四个配电原则，那么一定要遵守下级服从上级、上级照顾下级，保证重要用户供电的原则进行合理取舍。配电网中发现了继电保护装置和整定计算机对供电可靠性的影响，主要反映在以下几个问题上。
（一）电磁型反时限保护与微机保护之间不配合。如一级开闭所在经过改造，全部更换为微机型保护，速断时间整定为0S，但是其下级开闭所未经改造，进出线保护都还是采用的传统的电磁型反时限保护，其动作时间只有在短路电流很大的情况下才能接近0S，所以可能出现下级线路短路时上级线路也同时动作的情况，扩大了停电范围，影响了上级用户的供电可靠性。若下级开闭所也进行了改造，配置了微机保护，但由于开闭所之间物理距离短，又多采用全电缆线路，使线路的电气距离急剧缩短，造成短路电流很大，此时各级开闭所感受到的电流都达到了速断动作值而造成其同时启动并跳闸，影响了非故障段用户的供电可靠性，并会影响巡线人员对故障点的判断，延长送电时间。
（二）开闭所级数过多，保护难以配合。在配电网中存在开闭所串接了四级的现象，这样结构不符合保护对选择性的要求，保护整定也就不能逐级的配合，在出现负荷故障时，无法对故障区域进行选择性的切除，这扩大了停电的范围，降低了供电的可靠性。变电站出线过流保护时间一般整定为1S，按照配合原则，其下级线路时限应该逐级减少一时间级差△t，一般微机保护级差为0.3S，电磁型保护为0.5S，所以当开闭所级数大于2级时，在时间上不够分配，也就没有办法配合。
（三）限时速断保护对同母线其他用户的影响下级或分支线路开关保护多采用瞬时电流速断保护，为避免分支线路故障引起整条线路停电，城区变电站馈线开关速断保护带0.15S的延时，以保证整条馈线的供电可靠性。尽管这种保护配合保证了馈线上非故障区域用户的持续供电，但是在主干线上发生故障时，由于延时速断保护会造成主干线上故障切除时间延长，变电站母线电压会出现长时间的骤降，威胁同母线非故障线路上敏感负荷的正常运行。
二、配电网继电保护配置原则
（一）供电半径较长、沿线短路电流差异较明显的馈线能够满足多级三段式过流保护配合的条件，三段式过流保护性能优越，应作为首选，所以对于供电半径较长、沿线短路电流差异明显，具备三段式过流保护配合条件的馈线，可在适当位置配置若干级三段式过流保护，并与变电站出线断路器形成保护配合。
（二）对于馈线末端短路电流低于馈线首端负荷电流的情形，这种情况下，沿线短路电流差别显著，具备多级三段式过流保护配合的条件，可将该馈线分段并在合适的位置配置多级三段式过流保护装置，末端发生相间短路故障时可能会失去保护而不能切除故障。
（三）对于供电半径短、沿线短路电流差异不大的馈线，仍可实现多级保护配合。快速切除故障的相关要求，变电站出线断路器可不设置瞬时速断保护，而配置延时速断保护，通过延时时间级差的恰当配置与全馈线上其它电流保护实现两至三级的保护配合。在不对上级保护配合产生影响的前提下，具备多级级差配合的条件。在具备配合条件且故障率高、故障修复时间长的分支线可配置断路器和电流保护，电流定值按躲开其下游最大负荷以及励磁涌流设置，实现分支线故障选择性切除。
（四）对于在主干线上配置了多级三段式过流保护配合的配电线路，当短路电流水平较低且变压器抗短路能力较强时，在具备配合条件且故障率高、故障修复时间长的分支线、次分支线（或用户线路）配置断路器和电流保护，与主干线断路器形成延时时间级差配合。
三、供电可靠性的配电网继电保护规划
（一）配电网网架结构的优化。电网自动化的发展，配电线路主干线电缆化及绝缘化比例不断提高，主干线发生故障的机会显著减少，而故障大多发生在用户分支上，加强分支线路的保护功能，减少主干线保护级数的这种“强化分支，弱化主干”的网架结构更适合于配电网的发展。配电网应在原有的网架结构上逐步进行优化改造，优化配电网网架及继电保护配置情况。环网柜应只在一路进线设置成带保护功能的断路器间隔，另一路进线用负荷开关，将带保护功能的断路器间隔用到分支或用户线路上；架空线路的分支或用户线路应逐步加装断路器，配置保护装置，尽量减少主干线串供多级保护，减少级差。
（二）保护时限极差的配合优化。针对配电网线路现状，线路发生故障时，各分段开关处短路电流水平差异较小，而配置线路速断保护设置无延时，部分保护会失去选择性，造成故障越级跳闸及多级跳闸情况。通过优化保护功能配置的方法，对保护时限级差的配合进行优化。将变电站出线投入限时速断保护，或投入两段式保护时速断保护或电流电压速断保护设置短暂延时，后级线路继续按照由变电站向配网线路方向逐级递减的原则整定。
（三）防止励磁涌流引起误动作。变压器励磁涌流最大值可达额定电流的6-8倍。在线路投运时，在合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射，产生了一个复杂的电磁暂态过程。三段式电流保护中的电流速断保护过程中，兼顾灵敏度，动作电流值往往取得较小，励磁涌流值可能会大于装置整定值，使保护误动。在电流速断保护装置上加设一短时间延时，就可以防止励磁涌流引起的误动作。
结语：
配电网继电保护配置原则对配电网继电保护规划具有指导作用，多级三段式过流保护所需的最小间距和级差配合继电保护的延时时间级差配置方法，有助于更加科学地开展配电网继电保护规划，为合理确定继电保护配置位置提供了依据，并能够定量评估规划的效果是否满意。
参考文献：
[1]刘健，刘超，张小庆，张志华.基于供电可靠性的配电网继电保护规划[J].电网技术，2016，40（07）：2186-2191.
[2]刘健，张小庆，张志华.继电保护配合提高配电自动化故障处理性能[J].电力系统保护与控制，2015，43（22）：10-16.
[3]刘健，刘超，张小庆，张志华.配电网继电保护配置模式及選择原则[J].电力建设，2015，36（11）：24-29.
[4]刘健，刘超，张小庆，张志华.配电网多级继电保护配合的关键技术研究[J].电力系统保护与控制，2015，43（09）：35-41.
关键词：供电可靠性；配电网继电；保护规划
配电网继电保护作为动作型“两遥”智能配电终端的必备功能，在其动作后将信息传送到配电自动化系统主站，可以显著提升配电自动化系统的性能。继电保护和自动装置是最早应用于配电网相间短路故障处理的手段，继电保护配合能够迅速切除故障，配置恰当的话能够具有良好的选择性，与集中智能配电自动化系统协调配合有助于进一步提高配电网的故障处理性能，并且对于一些无法实现集中智能配电自动化系统的区域（如农村、山区配电网），配电网继电保护配合仍是故障处理最值得考虑的技术手段。
一、配电网继电保护存在的问题
继电保护要遵守四个基本原则：快速性、可靠性、选择性和灵敏性。如果不能同时保证这四个配电原则，那么一定要遵守下级服从上级、上级照顾下级，保证重要用户供电的原则进行合理取舍。配电网中发现了继电保护装置和整定计算机对供电可靠性的影响，主要反映在以下几个问题上。
（一）电磁型反时限保护与微机保护之间不配合。如一级开闭所在经过改造，全部更换为微机型保护，速断时间整定为0S，但是其下级开闭所未经改造，进出线保护都还是采用的传统的电磁型反时限保护，其动作时间只有在短路电流很大的情况下才能接近0S，所以可能出现下级线路短路时上级线路也同时动作的情况，扩大了停电范围，影响了上级用户的供电可靠性。若下级开闭所也进行了改造，配置了微机保护，但由于开闭所之间物理距离短，又多采用全电缆线路，使线路的电气距离急剧缩短，造成短路电流很大，此时各级开闭所感受到的电流都达到了速断动作值而造成其同时启动并跳闸，影响了非故障段用户的供电可靠性，并会影响巡线人员对故障点的判断，延长送电时间。
（二）开闭所级数过多，保护难以配合。在配电网中存在开闭所串接了四级的现象，这样结构不符合保护对选择性的要求，保护整定也就不能逐级的配合，在出现负荷故障时，无法对故障区域进行选择性的切除，这扩大了停电的范围，降低了供电的可靠性。变电站出线过流保护时间一般整定为1S，按照配合原则，其下级线路时限应该逐级减少一时间级差△t，一般微机保护级差为0.3S，电磁型保护为0.5S，所以当开闭所级数大于2级时，在时间上不够分配，也就没有办法配合。
（三）限时速断保护对同母线其他用户的影响下级或分支线路开关保护多采用瞬时电流速断保护，为避免分支线路故障引起整条线路停电，城区变电站馈线开关速断保护带0.15S的延时，以保证整条馈线的供电可靠性。尽管这种保护配合保证了馈线上非故障区域用户的持续供电，但是在主干线上发生故障时，由于延时速断保护会造成主干线上故障切除时间延长，变电站母线电压会出现长时间的骤降，威胁同母线非故障线路上敏感负荷的正常运行。
二、配电网继电保护配置原则
（一）供电半径较长、沿线短路电流差异较明显的馈线能够满足多级三段式过流保护配合的条件，三段式过流保护性能优越，应作为首选，所以对于供电半径较长、沿线短路电流差异明显，具备三段式过流保护配合条件的馈线，可在适当位置配置若干级三段式过流保护，并与变电站出线断路器形成保护配合。
（二）对于馈线末端短路电流低于馈线首端负荷电流的情形，这种情况下，沿线短路电流差别显著，具备多级三段式过流保护配合的条件，可将该馈线分段并在合适的位置配置多级三段式过流保护装置，末端发生相间短路故障时可能会失去保护而不能切除故障。
（三）对于供电半径短、沿线短路电流差异不大的馈线，仍可实现多级保护配合。快速切除故障的相关要求，变电站出线断路器可不设置瞬时速断保护，而配置延时速断保护，通过延时时间级差的恰当配置与全馈线上其它电流保护实现两至三级的保护配合。在不对上级保护配合产生影响的前提下，具备多级级差配合的条件。在具备配合条件且故障率高、故障修复时间长的分支线可配置断路器和电流保护，电流定值按躲开其下游最大负荷以及励磁涌流设置，实现分支线故障选择性切除。
（四）对于在主干线上配置了多级三段式过流保护配合的配电线路，当短路电流水平较低且变压器抗短路能力较强时，在具备配合条件且故障率高、故障修复时间长的分支线、次分支线（或用户线路）配置断路器和电流保护，与主干线断路器形成延时时间级差配合。
三、供电可靠性的配电网继电保护规划
（一）配电网网架结构的优化。电网自动化的发展，配电线路主干线电缆化及绝缘化比例不断提高，主干线发生故障的机会显著减少，而故障大多发生在用户分支上，加强分支线路的保护功能，减少主干线保护级数的这种“强化分支，弱化主干”的网架结构更适合于配电网的发展。配电网应在原有的网架结构上逐步进行优化改造，优化配电网网架及继电保护配置情况。环网柜应只在一路进线设置成带保护功能的断路器间隔，另一路进线用负荷开关，将带保护功能的断路器间隔用到分支或用户线路上；架空线路的分支或用户线路应逐步加装断路器，配置保护装置，尽量减少主干线串供多级保护，减少级差。
（二）保护时限极差的配合优化。针对配电网线路现状，线路发生故障时，各分段开关处短路电流水平差异较小，而配置线路速断保护设置无延时，部分保护会失去选择性，造成故障越级跳闸及多级跳闸情况。通过优化保护功能配置的方法，对保护时限级差的配合进行优化。将变电站出线投入限时速断保护，或投入两段式保护时速断保护或电流电压速断保护设置短暂延时，后级线路继续按照由变电站向配网线路方向逐级递减的原则整定。
（三）防止励磁涌流引起误动作。变压器励磁涌流最大值可达额定电流的6-8倍。在线路投运时，在合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射，产生了一个复杂的电磁暂态过程。三段式电流保护中的电流速断保护过程中，兼顾灵敏度，动作电流值往往取得较小，励磁涌流值可能会大于装置整定值，使保护误动。在电流速断保护装置上加设一短时间延时，就可以防止励磁涌流引起的误动作。
结语：
配电网继电保护配置原则对配电网继电保护规划具有指导作用，多级三段式过流保护所需的最小间距和级差配合继电保护的延时时间级差配置方法，有助于更加科学地开展配电网继电保护规划，为合理确定继电保护配置位置提供了依据，并能够定量评估规划的效果是否满意。
参考文献：
[1]刘健，刘超，张小庆，张志华.基于供电可靠性的配电网继电保护规划[J].电网技术，2016，40（07）：2186-2191.
[2]刘健，张小庆，张志华.继电保护配合提高配电自动化故障处理性能[J].电力系统保护与控制，2015，43（22）：10-16.
[3]刘健，刘超，张小庆，张志华.配电网继电保护配置模式及選择原则[J].电力建设，2015，36（11）：24-29.
[4]刘健，刘超，张小庆，张志华.配电网多级继电保护配合的关键技术研究[J].电力系统保护与控制，2015，43（09）：35-41.