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摘 要：本文首先分析了我国配电网多级继电保护存在的主要问题，并对四种配电网多级继电保护配合的关键技术进行分析研究，最后讨论了配电网多级继电保护配合技术应用的要点和原则，为配电网多级继电保护配合技术的应用提供资料参考。
关键词：配电网；多级继电保护配合；关键技术；应用研究
电能是我国应用最广泛的二次能源，电网能源供应的稳定性将会直接影响人们的生产和生活。相比于西方发达国家，我国电网供电的稳定性并不高，这正是很多进口设备在国内供电环境下无法正常工作的关键。继电保护配合技术的应用，能够极大的提高电网供电的稳定性。一旦电网某部分线路出现故障，继电保护配合能够迅速切除故障，避免故障线路对整个供电体系的供电稳定性和供电安全带来影响。虽然该技术在我国电网建设中已经应用的日益成熟，但就目前的技术应用来说，仍然存在一定问题，具有升级和进步的空间。
一、目前我国配电网多级继电保护存在的问题
虽然经过多年的发展，我国配电网多级继电保护产品技术已较为先进，各级保护配合整定及运行经验也日臻成熟，但是在实际安装及运行过程中，仍然存在诸多亟待解决的问题，具体表现如下：
第一，配电网多级继电保护配合核算整定管理制度执行不严。我国配电网改扩建速度较快，相应继电保护核算整定工作难于同步，一方面是责任单位（往往为地方（县级）供电公司）管理不到位，保护装置配置本身存在不匹配情况，另一方面核算人素质不高或责任意识不强，整定核算错误，各级保护定值整定失当，导致经常出现拒跳或越级跳闸情况，进而发生设备绝缘受损或停电范围扩大。
第二，配电网改造前期设计工作疏忽，配网继电保护升级改造不到位。虽然配电网升级改造后多分段、多联络接线方式能在某种程度上解决了配电网运行方式灵活选择问题，但因设计原因，配网继电保护配置实现不了多级配合问题，进而影响多级保护选择性及可靠性优点发挥。
第三，配电网多级继电保护装置本身软硬件存在不足，满足不了配电网升级后整定核算要求。当前，配电网保护设备生产厂家综合能力参差不齐，部分厂家产品更新能力不足，但常以低价或其他不正当方式获取中标，这种产品运用到升级改造后的配电网必将给运行带来隐患。
第四，受配电网继电保护新装或运维人员自身业务素质所限，调试质量不过关或运维过程不认真，使配电网多级继电保护新装调试或检修整定错误，从而影响配电网多级继电保护安全运行。
二、配电网多级继电保护的关键技术
1、单纯3段式过流保护配合
在我国传统的3段式过流保护中瞬时电流速断保护定值是没有延时的，一般情况下都是根据线路末端最大的三相电流来整定，在校验灵敏度的过程中则往往根据最小的短路电流来进行校验。下列公式中，其中ln表示的是第n级3段式过流保护配合中需要最小馈线的长度。这个公式中r和x分别表示馈线单位长度电阻和电抗，β则表示各级瞬时电流速断保护要保护该级馈线段的长度比例，而Xs max和Xs min表示的是最大和最小的阻抗值。Ksen表示的是继电保护系统中的灵敏系数，KⅠ 和KⅡ表示的是n级继电保护系统在Ⅰ 段和Ⅱ段起到保护的保护系数。
n级继电保护装置的优势是能很快分析出短路故障是近区故障还是远区故障，在处理故障中，迅速地切除故障点从而让系统恢复正常，而电流速断定值就需要根据线路末端故障最大的短路电流来整定，同时灵敏度校验根据最小电流校验。通过这样的保护装置，能很大程度上提高3段式过流保护的配合性能。
2、单纯延时时间级差全配合
单纯延时时间级差全配合也就是3段式过流保护中第三段进行线路保护，如果变电器中的断路器S1、分支断路器以及次分支断路器对Ⅲ段进行保护，就完全可以保护动作时间配合构成3级演示级差保护配合。如果次分支断路器的延时为0秒，那么分支断路器就为T，相对应变电站出现断路器的延时的时间就是分支断路器的2倍，也就是2T。在单纯延时时间级差全配合中主要的优势就是对配网中出现的故障能实现全面配合。如果分支断路器出现故障不会影响主干线供电的效果。但是如果变电站出现短路，就必须瞬时切断供电系统。
3、单纯延时时间级差部分配合
单纯延时时间级差部分配合也就是当变电站中断路器要采用Ⅰ、Ⅱ段保护，分支采用Ⅲ段保护如果分支断路器的下部分发生两相短路故障，这时分支断路器就和变电站中的断路器S1构成了2级延时差保护配合，将分支断路器和变电站断路器I段保护的延时时间都都设为0秒，可以通过电流定值进行选择跳开分支断路器。单纯延时时间级差部分配合的主要优点就是当断路器配置需要速断保护时，可以瞬间切断近段电路故障，在这一过程中，相关的分支故障不会影响主支断路器。但是单纯延时时间级差部分配合的缺点就是当馈线比较短或者导线截面积比较粗时，部分的分支如果发生故障就会造成越级跳闸的现象。
4、多段式过流保护与延时时间级差混合
多段式过流保护与延时时间级差混合中主干线采用Ⅰ、Ⅱ共同保护，分支和次分支通常采用Ⅲ段保护。主干线I段保护主干线线，当主干线故障时瞬时切断故障，而通过II段与分支和次分支进行时间差配合，完成与分支和次分支发生故障时选择性切除，从而完成保证供电系统正常运行的任务。
三、配电网继电保护配合模式的选择原则
在实际应用中，需要根据上节所述4种配电网多级保护配合模式的特点，合理选用合适的继电保护配合模式。对于供电半径短、导线截面粗的城市配电线路，由于沿线短路电流差异小，难以实现多级3段式过流保护配合，因此主要采用延时时间级差配合方式实现线路的多级保护配合。对于供电半径长、导线截面细的农村配电线路，可以实现多级3段式过流保护配合，根据需要在可行的情况下，还可以采用3段式过流保护配合与延时时间级差配合相结合的方法进一步提高多级保护配合的性能。对于仅设置延时速断保护的要求，并且短路电流水平不是很高且变压器抗短路能力较强时，变电站出线断路器可不设置瞬时速断电流保护，而设置具有一定延时时间的延时速断保护。当变电站出线断路器的I段可以延时1个级差时，可以采用2级单纯延时时间级差全配合模式，或改进的3段式过流保护与2级延时时间级差全配合的混合模式。当变电站出线断路器的I段可以延时2个级差时，可以采用3级单纯延时时间级差全配合模式，或改进的3段式过流保护与3级延时时间级差全配合的混合模式。
綜上所述，提高配电网几点保护配合技术的应用水平，是改变我国配电网供电稳定性不足的有效途径。为了做好该技术的应用，就要正视当前我国配电网继电保护配合技术应用存在的问题，并有针对性的进行解决。只有报以这种心态，才能通过不断的技术进步和提高，实现对配电网工作稳定性、安全性的优化，为社会和经济的发展做出更大的贡献。
参考文献：
[1]刘健， 刘超， 张小庆，等. 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（9）：35-41.
[2]伏睿， 马琳薇. 配电网多级继电保护配合的关键技术浅析[J]. 引文版：工程技术， 2015（30）：198-198.
关键词：配电网；多级继电保护配合；关键技术；应用研究
电能是我国应用最广泛的二次能源，电网能源供应的稳定性将会直接影响人们的生产和生活。相比于西方发达国家，我国电网供电的稳定性并不高，这正是很多进口设备在国内供电环境下无法正常工作的关键。继电保护配合技术的应用，能够极大的提高电网供电的稳定性。一旦电网某部分线路出现故障，继电保护配合能够迅速切除故障，避免故障线路对整个供电体系的供电稳定性和供电安全带来影响。虽然该技术在我国电网建设中已经应用的日益成熟，但就目前的技术应用来说，仍然存在一定问题，具有升级和进步的空间。
一、目前我国配电网多级继电保护存在的问题
虽然经过多年的发展，我国配电网多级继电保护产品技术已较为先进，各级保护配合整定及运行经验也日臻成熟，但是在实际安装及运行过程中，仍然存在诸多亟待解决的问题，具体表现如下：
第一，配电网多级继电保护配合核算整定管理制度执行不严。我国配电网改扩建速度较快，相应继电保护核算整定工作难于同步，一方面是责任单位（往往为地方（县级）供电公司）管理不到位，保护装置配置本身存在不匹配情况，另一方面核算人素质不高或责任意识不强，整定核算错误，各级保护定值整定失当，导致经常出现拒跳或越级跳闸情况，进而发生设备绝缘受损或停电范围扩大。
第二，配电网改造前期设计工作疏忽，配网继电保护升级改造不到位。虽然配电网升级改造后多分段、多联络接线方式能在某种程度上解决了配电网运行方式灵活选择问题，但因设计原因，配网继电保护配置实现不了多级配合问题，进而影响多级保护选择性及可靠性优点发挥。
第三，配电网多级继电保护装置本身软硬件存在不足，满足不了配电网升级后整定核算要求。当前，配电网保护设备生产厂家综合能力参差不齐，部分厂家产品更新能力不足，但常以低价或其他不正当方式获取中标，这种产品运用到升级改造后的配电网必将给运行带来隐患。
第四，受配电网继电保护新装或运维人员自身业务素质所限，调试质量不过关或运维过程不认真，使配电网多级继电保护新装调试或检修整定错误，从而影响配电网多级继电保护安全运行。
二、配电网多级继电保护的关键技术
1、单纯3段式过流保护配合
在我国传统的3段式过流保护中瞬时电流速断保护定值是没有延时的，一般情况下都是根据线路末端最大的三相电流来整定，在校验灵敏度的过程中则往往根据最小的短路电流来进行校验。下列公式中，其中ln表示的是第n级3段式过流保护配合中需要最小馈线的长度。这个公式中r和x分别表示馈线单位长度电阻和电抗，β则表示各级瞬时电流速断保护要保护该级馈线段的长度比例，而Xs max和Xs min表示的是最大和最小的阻抗值。Ksen表示的是继电保护系统中的灵敏系数，KⅠ 和KⅡ表示的是n级继电保护系统在Ⅰ 段和Ⅱ段起到保护的保护系数。
n级继电保护装置的优势是能很快分析出短路故障是近区故障还是远区故障，在处理故障中，迅速地切除故障点从而让系统恢复正常，而电流速断定值就需要根据线路末端故障最大的短路电流来整定，同时灵敏度校验根据最小电流校验。通过这样的保护装置，能很大程度上提高3段式过流保护的配合性能。
2、单纯延时时间级差全配合
单纯延时时间级差全配合也就是3段式过流保护中第三段进行线路保护，如果变电器中的断路器S1、分支断路器以及次分支断路器对Ⅲ段进行保护，就完全可以保护动作时间配合构成3级演示级差保护配合。如果次分支断路器的延时为0秒，那么分支断路器就为T，相对应变电站出现断路器的延时的时间就是分支断路器的2倍，也就是2T。在单纯延时时间级差全配合中主要的优势就是对配网中出现的故障能实现全面配合。如果分支断路器出现故障不会影响主干线供电的效果。但是如果变电站出现短路，就必须瞬时切断供电系统。
3、单纯延时时间级差部分配合
单纯延时时间级差部分配合也就是当变电站中断路器要采用Ⅰ、Ⅱ段保护，分支采用Ⅲ段保护如果分支断路器的下部分发生两相短路故障，这时分支断路器就和变电站中的断路器S1构成了2级延时差保护配合，将分支断路器和变电站断路器I段保护的延时时间都都设为0秒，可以通过电流定值进行选择跳开分支断路器。单纯延时时间级差部分配合的主要优点就是当断路器配置需要速断保护时，可以瞬间切断近段电路故障，在这一过程中，相关的分支故障不会影响主支断路器。但是单纯延时时间级差部分配合的缺点就是当馈线比较短或者导线截面积比较粗时，部分的分支如果发生故障就会造成越级跳闸的现象。
4、多段式过流保护与延时时间级差混合
多段式过流保护与延时时间级差混合中主干线采用Ⅰ、Ⅱ共同保护，分支和次分支通常采用Ⅲ段保护。主干线I段保护主干线线，当主干线故障时瞬时切断故障，而通过II段与分支和次分支进行时间差配合，完成与分支和次分支发生故障时选择性切除，从而完成保证供电系统正常运行的任务。
三、配电网继电保护配合模式的选择原则
在实际应用中，需要根据上节所述4种配电网多级保护配合模式的特点，合理选用合适的继电保护配合模式。对于供电半径短、导线截面粗的城市配电线路，由于沿线短路电流差异小，难以实现多级3段式过流保护配合，因此主要采用延时时间级差配合方式实现线路的多级保护配合。对于供电半径长、导线截面细的农村配电线路，可以实现多级3段式过流保护配合，根据需要在可行的情况下，还可以采用3段式过流保护配合与延时时间级差配合相结合的方法进一步提高多级保护配合的性能。对于仅设置延时速断保护的要求，并且短路电流水平不是很高且变压器抗短路能力较强时，变电站出线断路器可不设置瞬时速断电流保护，而设置具有一定延时时间的延时速断保护。当变电站出线断路器的I段可以延时1个级差时，可以采用2级单纯延时时间级差全配合模式，或改进的3段式过流保护与2级延时时间级差全配合的混合模式。当变电站出线断路器的I段可以延时2个级差时，可以采用3级单纯延时时间级差全配合模式，或改进的3段式过流保护与3级延时时间级差全配合的混合模式。
綜上所述，提高配电网几点保护配合技术的应用水平，是改变我国配电网供电稳定性不足的有效途径。为了做好该技术的应用，就要正视当前我国配电网继电保护配合技术应用存在的问题，并有针对性的进行解决。只有报以这种心态，才能通过不断的技术进步和提高，实现对配电网工作稳定性、安全性的优化，为社会和经济的发展做出更大的贡献。
参考文献：
[1]刘健， 刘超， 张小庆，等. 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（9）：35-41.
[2]伏睿， 马琳薇. 配电网多级继电保护配合的关键技术浅析[J]. 引文版：工程技术， 2015（30）：198-198.