一种配电架空电缆混合线路多级级差保护系统及方法与流程

本发明涉及一种基于永磁开关的配电架空电缆混合线路多级级差保护系统及方法。

背景技术：

配电网是保证用户供电可靠性的末端环节，配电网中瞬时故障占大多数，是影响电能质量和供电可靠性的主要因素。目前，在我国配电网中，尤其是山东配电网，典型采用用户分界负荷开关或断路器来隔离用户故障，这些开关操动机构与线路出线断路器类似，同样采用弹操机构。当用户侧发生故障时，即使采用了分界断路器，也会因开关瞬时速断动作时间通常慢于变电站出线断路器动作时间，而无法形成级差配合，因此用户分支线故障经常导致整条线路停电。

近年来，采用永磁操动机构的断路器开始在国内已有少量试点应用。永磁开关以动作速度快，尤其是用户侧安装了以后，用户故障确保不出门，既减少了线路停电，又减少了其它用户停电，且又保护了线路其它运行设备。但是，永磁开关技术作为一种新型开关技术，在山东配电网的应用目前仍处于空白状态。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于永磁开关的配电架空电缆混合线路多级级差保护系统及方法，本方法用于20kV及以下电压等级配电网架空电缆混合线路的继电保护配置中。本方法为基于永磁开关的多级级差保护配置策略，能够有效减少配电网中瞬时故障导致的短暂停电次数，也可以确保用户故障不出门，防止用户侧故障造成全线停电情况的发生，提高配电网的供电可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于永磁开关的配电架空电缆混合线路多级级差保护系统，包括多个层级的控制开关，通过设置不同控制开关的动作分闸时间，使某线路故障时，只有该线路所处分支的对应层级控制开关动作，形成多级级差保护。

所述控制开关为电磁开关，为采用永磁操动机构和无触点驱动技术的真空断路器。

具体的，包括架空部分和电缆部分的保护回路，所述架空部分的保护回路包括与变电站出线开关连接的负荷开关，所述负荷开关控制若干支路的通断，各个支路上通过馈线分支开关控制若干路用户支路，用户支路利用不同的用户分界开关进行分界；

所述电缆部分的保护回路包括对环网柜支路进行分段的分段开关和与分段开关连接的多个环网柜出线开关；

通过设置所述变电站出线开关、馈线分支开关、用户分界开关、分段开关和环网柜出线开关的动作分闸时间，形成多级级差保护。

所述变电站出线开关为设置于变电站内与主干线的连接处的开关。

所述用户分界开关设置于配电线路T接口处，可有效的隔离用户界内故障区域，以保护非故障线路的正常运行。

所述环网柜出线开关为设置于主干线或分支线与环网柜的连接处的开关。

所述馈线分支开关为设置于主干线与分支线的连接处的开关。

所述馈线分段开关为主干线中用于分段的开关。

一种基于永磁开关的配电架空电缆混合线路多级级差保护方法，利用多个电磁开关，将其设置于主干线、分支线与负荷支路上，形成多个保护层级，通过调整各电磁开关的动作分闸时间，使某支路故障时，只有该支路所处分支的对应电磁开关动作，形成多级级差保护。

电磁开关的保护动作延时设定为100～150ms。

本发明的有益效果为：

本发明基于永磁开关，形成配电架空电缆混合线路多级级差保护，采用新型永磁开关设备以及多级级差保护配置技术实现了减少配电网中瞬时故障导致的短暂停电次数的目标，可以有效防止用户侧故障造成全线停电情况的发生，提高配电网的供电可靠性。同时，该多级级差保护配置方法专门针对配电架空电缆混合线路，适用于城市架空电缆混合结构的配电线路。

附图说明

图1是本发明的基于永磁开关的配电架空电缆混合线路结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的基于永磁开关的配电架空电缆混合线路结构示意图，如图所示的基于永磁开关的配电架空电缆混合线路结构，包括架空线路、电缆线路、分段开关、馈线分支开关、用户分界开关和环网柜等。

图1所示，用户分界开关B₁～B₄是永磁开关，保护动作延时设定为0s；环网柜出线开关B₅～B₁₆是永磁开关，保护动作延时也设定为0s；馈线分支开关A₄、A₅是永磁开关，保护动作延时设定为100～150ms；分段开关A₃、A₈是永磁开关，保护动作延时也设定为100～150ms；变电站10kV出线开关S₁保护动作延时设定为250～300ms。A₁、A₂、A₆等为负荷开关。采用这种配置策略时，用户和分支线路故障以及环网柜出线开关和采用永磁开关的环网柜进线开关后面的线路故障均不会引起整条线路跳闸。

该配置方法还包括：在不影响上级保护配合的前提下，通过调整各级永磁开关动作时间，增加至四级及以上级差保护配合。

永磁开关对于配电网继电保护配合的实现至关重要，永磁开关的动作时间直接关系保护配合级差数量，继电保护配合能够有效的减少瞬时故障造成的短暂停电次数，提高配电网的供电可靠性。

本发明的基于永磁开关的配电架空电缆混合线路多级级差保护配置方法，采用新型永磁开关设备以及多级级差保护配置技术实现了减少配电网中瞬时故障导致的短暂停电次数的目标，可以有效防止用户侧故障造成全线停电情况的发生，提高配电网的供电可靠性。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。