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低压线路速断保护躲涌流的优化措施

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摘要：为了有效解决当前大多数配电网中变压器存在的涌流导致线路速断保护误动的问题，笔者结合相关工作经验，对其实施了仿真试验，从而讨论低压线路故障主要特征以及低压线路单端量保护中涌流特性。结合变压器差动保护涌流识别技术，拟采用涌流识别技术的低压线路速断保护。优化之后，重合线路配电变压器带来的涌流能够借助闭锁实现速断保护，不仅具有较高的快速性与可靠性，而且更为安全，值得在实际工作中大范围推广。

关键词：低压线路；速断保护躲涌流；优化措施

1引言

在当前配电网的电力系统中，低压线路配备了大量的配电变压器，其在线路重合或者手合的过程中，各个配电变压器会带来大量励磁涌流，从而在线路中进行不断反射以及相互叠加，形成了一个十分冗杂的电磁暂态现象。当线路中配电变压器的数量以及容量超过一定的阈值时，线路中就会形成较大的励磁涌流，且时间常数也相对较大。传统二段式电流保护中的电流速断保护，应需要考虑到设备的灵敏度，其实际可测得的动作电流值一般偏小，尤其是在系统阻抗较小或者配电线路较长的时候，这种现象十分突出。在这种情形下，励磁涌流值也许会超过电流速断保护整定值，从而引起保护出现误动现象，给低压线路的正常供电带来极其不利影响。

2当前低压线路保护涌流识别技术发展的现状

针对当前实际状况而言，无论是国内还是国外，对于当前低压线路的励磁涌流综合开发依据均未有较为成熟的案例。根本原因在于过去低压线路励磁涌流没有较为突出的特征，从而不会对保护带来较大的影响。因此，一般都是从零开始，搜集大量相关数据信息并建立仿真模型，进行模拟实验，从而整理中具有概括性与全面性的综合判断，并将其精确推广到保护。

而从当前涌流识别技术发展的现状来看，间断角原理需要具备较高的A/D采样率，因此在实际应用过程难度相对较大，限制条件较多。而小波变换仍旧停留于理论研究阶段，几乎没有实际成果应用的先例。虚拟三次谐波制动原理虽然属于涌流识别技术的范畴，但是缺乏完整性，在实际应用过程中，只适合初始半周时间；其只能监测到低压线路涌流的单侧量值，不具备明确启动特征的过流保护，因此也无法进行大范围实际推广。基于瞬时励磁电感的识别方法、等值电路原理以及磁通特性原理一般只能适用于特定的变压器，而不适用与配备多台变压器的低压线路涌流。近些年来，新兴发展的双曲S变换法以及主成份分析法也因算法太过复杂，而无法得到大规模推广。而有功无功相对大小法则对启动判据的精确性有着过于苛刻的要求，也不适合大规模推广。而二次谐波制动则因制动原理简单而清晰，再加上应用年限较长，因而有进一步深入研究的价值。

3低压线路涌流仿真

为了进一步深入研究，需要建立相应的方针模型，参考某供电企业配电工区系统图，拟将本次方针对象设定为某10kV低压配电线路，配电变压器与之对应。

3.1线路模型

本次方针主要由三大模型构成，分别是频率决定分布参数模型、基于贝瑞龙行波方法以及集中参数II型模型。其中，集中参数II型模型简单来说就是基于三相RLC参数相同的对称线路的相似线路模型。因此，对频域进行分析的时候，π模型的结果较为精准；但对时域进行分析的时候，尤其是对较长低压线路进行仿真的时候，π模型的精确度会大幅下降；总而言之，π模型一般只适合作为较短低压线路的仿真模型。而贝瑞龙行波方法的分布参数模型本质上来说就是一种基于行波原理的常频率模型，其可以对处于基频稳态状况下低压输电线路的阻抗进行较为精确的模拟，但是在对存在严重谐波或者暂态过程的阻抗进行模拟的时候，结果精确性有待进一步提高。一般来说，这种模型更多的在一般保护的设计、潮流的计算中有着较为广泛的应用。频率决定参数模型可以对低压线路实时频率响应进行反映，所以其能够在线路存在严重谐波或者处于暂态过程的线路进行较为精确的仿真。

3.2配电变压器模型

结合10kV低压配电变压器相关参数，并根据相关计算公式，算出变压器一次、二次绕组各自的标幺值以及折算到高压侧的励磁支路参数的标幺值。由于需要结合变压器自身铁芯磁路存在的饱和特性，本次仿真实验，拟使用三点拟合铁芯磁化曲线。

3.3系统电源模型

假定本次方针实验10kV母线等值阻抗在0.4上下，则系统电源模型的基本参数应当为：电压10.5kV，等值电抗为0.441Ω，阻抗角应为65°。

3.4仿真模型

将前文各模型综合在一起，构建整体仿真模型。具体来看，线路一共有三段，第一段线路的长度为三千米，第二段线路的长度为两千米，而第三段线路的长度为一千米。其中，将三种容量不同的配电变压器接入到第一段线路中，其容量分别为250kVA、400kVA、630kVA。而在第二段线路中接入两台容量为1000kVA的配电变压器以及四台容量为2500kVA的配电变压器。而在第三段线路中接入一台容量为250kVA的配电变压器、一