在馈线分支W处配置断路器和继电保护装置的作用是当W下游故障时能够避免W上游的用户停电,其对供电可用率的改进为:
式中:FW-为W下游的故障率,次/a;NW+为W上游的用户数;N为馈线的总用户数;T为每次故障修复时间。
如果所有易发生故障的分支都配置继电保护装置,并且能可靠配合的话,原则上可以解决80%的相间短路故障问题。
例如,对于图1(a)所示的架空配电网,变电站出线断路器S1配置瞬时电流速断保护、过流保护以及自动重合闸功能,过流保护延时时间为500ms;大方块表示的断路器配置电流保护,延时时间为250ms;小方块表示的断路器配置电流保护,延时时间为0s。虚线框表示变电站出线断路器瞬时速断保护动作区以外的区域。
当用户开关J下游发生两相相间短路时,由于在变电站出线断路器瞬时速断保护动作区外,J断路器的电流保护动作跳闸切除故障就完成了故障处理,如图1(b)所示。
当分支开关G下游发生两相相间短路时,由于在变电站出线断路器瞬时速断保护动作区外,G断路器的电流保护动作跳闸切除故障就完成了故障处理,如图1(c)所示。
当主干线上开关C和D之间区域发生永久性相间短路故障时,由于在变电站出线断路器瞬时速断保护动作区内,导致S1跳闸切除故障并重合失败,配电自动化系统根据故障信息上报情况判断出故障就发生在C和D间,遥控C和D分闸、遥控S1和K合闸,完成故障处理,如图1(d)所示。
图1发挥多级级差继电保护配合作用的故障处理实例
除了上述基于级差配合的继电保护配合方式之外,对于供电半径较长的城郊或者农村配电线路,在馈线发生故障时,故障位置上游各个分段开关处的短路电流水平差异比较明显,还具有采取多级三段式电流保护配合的可行性。
值得一提的是,对于系统短路容量较小、供电半径很长的农村配电线路,在其末端发生两相相间短路时的短路电流甚至低于最大负荷电流,在这种情况下,必须对其进行恰当分段,并配置多级三段式电流保护。因为,变电站出线断路器的III段保护电流定值也需高于最大负荷电流,因此仅仅依靠变电站出线断路器的继电保护装置已经无法完成保护功能。