Page 51 - 电气自动化控制技术研究

第二章 配电网自动化技术的综合探究

先对在 0.5s 的过流保护动作时间设置下的多级保护配合进行分析，为了不影响上级保护的

整定值，需要在此 0.5s 内安排多级级差保护的延时配合。
（1）两级级差保护配合的可行性
目前，馈线断路器（弹簧储能操动机构）开关的机械动作时间一般为 30 ～ 40ms，

熄弧时间 10ms 左右，保护的固有响应时间 30ms 左右，因此，馈线开关可以设置 0s 保
护动作延时，在 100ms 内快速切断故障电流。若在馈线分支开关或用户开关配置过流脱
扣断路器或熔断器，则具有更快的故障切除时间，但是分支线或用户侧熔断器需要人工

恢复，不利于瞬时性故障处理。考虑一定的时间裕度，变电站 10kV 出线开关可以设置
200～250ms的保护动作延时时间，与变电站变压器低压侧开关仍留有250～300ms的级差，
能够确保选择性，从而实现两级级差保护配合。

（2）三级级差保护配合的可行性
科学技术的飞速发展带动了开关技术的迅速进步，永磁操动机构和无触点驱动技术

使得保护的动作时间显著缩短。永磁操动机构通过工作参数的设计和配合，其分闸时间
可以做到 20ms 左右。无触点电子式分合闸驱动电路分合闸延时时间可以小于 1ms。快速
保护算法可以在 10ms 左右完成故障判断。结合上述先进技术的快速保护断路器可以在

40ms 内将故障电流切除。若馈线开关设置 0s 保护动作延时，考虑一定的时间裕度，上一
级馈线开关可以设置 100 ～ 150ms 的保护动作延时时间，变电站 10kV 出线开关可以设置

200 ～ 300ms 的保护动作延时时间，与变电站变压器低压侧开关仍留有 200 ～ 300ms 的级
差能够确保选择性，从而实现三级级差保护配合。在系统的抗短路电流承受能力较强的情
况下，可以适当延长变电站变压器低压侧开关的过流保护动作延时时间，以便提高多级级

差配合的可靠性。比如对于采用弹簧储能操动机构开关，时间级差可以设置为 300ms，那
么要实现两级级差保护配合，则动作时间分别为：0s、300ms（变电站 10kV 出线开关）、
600ms（变电站变压器低压侧开关）；要实现三级级差保护配合，则动作时间分别为：

0s、300ms、600ms（变电站 10kV 出线开关）、900ms（变电站变压器低压侧开关）。若
再考虑与 10kV 母线分段开关配合，则要实现两级级差保护配合，则动作时间分别为：
0s、300ms（变电站 10kV 出线开关）、600ms（10kV 母线分段开关）、900ms（变电站变

压器低压侧开关）；要实现三级级差保护配合，则动作时间分别为：0s、300ms、600ms（变
电站 10kV 出线开关）、900ms（10kV 母线分段开关）、1200ms（变电站变压器低压侧开关）。

考虑到对于变压器、断路器、负荷开关、隔离开关、线路以及电流互感器在设计选型时是
根据后备保护（即变电站变压器低压侧开关的过流保护）的动作时间来进行热稳定校验的，
而所建议的多级级差保护配合方案并没有改变后备保护的定值，因此不会对这些设备的热

稳定造成影响。当然，为了减少变电站 10kV 母线近端短路故障的影响，可以同时配备低
电压速断保护或根据母线电压阈值整定速断保护电流定值。

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