摘 要：智能型電抗器控制綜合保護方式在國内及廣東電網已有成熟運行經驗，能夠根據單相控制故障的性質和類别採取不同的處理方法
，對瞬時性故障在線消除，無須線路跳閘；對永久性故障可靠選線，可按照線路的特性選擇恰當的時序适時切除。該保護方式具有明顯的技術和經濟優勢，适用於供電線路爲架空線路以及架空與電纜的混合線路的地區，能夠同時滿足供電安全性和供電連續可靠性需要，是改造國内地區控制方式的最佳選擇。

一、國内等地區10kV中性點(diǎn)經小電(diàn)阻控制方式存在的問題

  供電局管轄的變電站大多數採(cǎi)用10kV中性點經小電阻控制方式
，該控制方式屬於(yú)大電流控制系統，發生單相控制時
，能獲得較大的阻性電流，直接驅動出線的零序保護動作於(yú)跳閘。其優點是能快速切除故障，過電壓較低。其主要缺點是：1)不能區分瞬時性故障還是永久性故障，風吹草動都頻繁動作於(yú)跳閘。2)對高阻控制故障存在誤動和拒動。 

1、線(xiàn)路頻(pín)繁跳閘的危害

  國内地區供電線路主要爲架空和電纜混合線路，並(bìng)且是鼠害嚴重地區，在這些地區發生的單相控制故障絕大部分是瞬時性故障。據某供電所的不完全統計，該變電所轄區内三個10kV中性點經小電阻控制的變電站2010年線路跳閘約70次：由於雷雨影響的跳閘有36次，老鼠等小動物觸碰有11次，草木及貨車等非施工碰撞有7次；總計：瞬時性單相控制故障造成的線路跳閘率/年大於70%。線路頻繁跳閘帶來瞭(le)如下危害：

1）影響對(duì)用戶的供電(diàn)可靠性

  線路頻繁跳閘，對於(yú)工業用戶，造成瞭(le)生産被迫停電的經濟損失；對於(yú)居民用戶，造成生活上的極大不便，引起廣大用戶的強烈不滿和投訴。

2）耗費(fèi)供電(diàn)運行維護部門大量人力物力

  每一次線路跳閘，供電所都要出動人員去查找故障，而許多瞬時性的閃絡控制故障根本無法查找
，並(bìng)且小電阻控制方式不判斷故障相，增加維護人員的查找範圍，浪費瞭(le)大量人力物力，使運行維護部門疲於奔命。

3）對(duì)永久性故障重合閘産(chǎn)生更大危害

  由於(yú)小電阻控制方式無法區分瞬時性故障和永久性故障
，無論何種原因的跳閘都在1秒鍾後重合閘，對於(yú)永久性故障重合閘必然是又一次的短路沖(chōng)擊，造成更大的危害。

2、對(duì)高阻控制故障的誤動(dòng)和拒動(dòng)的危害

  樹枝及小動物觸(chù)碰、架空線路斷線、電纜線路老化等都屬於(yú)高阻控制故障，小電阻控制方式的另一個主要缺陷就是對高阻控制故障存在誤動和拒動。

1）對(duì)高阻控制故障的誤動(dòng)

  對於(yú)濕樹枝或小動物觸碰10kV線路，由於(yú)此時控制過渡電阻值較小，産生的零序電流能夠啓動小電阻控制系統的保護動作，而引起線路的頻繁跳閘。如國内地區尤其在冬季，因老鼠觸碰造成的線路跳閘率達16%；在採(cǎi)用小電阻控制方式的一些南方大城市，夏季雷雨線路跳閘50%因樹木碰線引起。

2）對(duì)高阻控制故障的拒動(dòng)

  對於(yú)架空線路斷線、絕緣子或電纜線路絕緣下降等高阻控制故障，由於(yú)此時控制過渡電阻值較大，産(chǎn)生的零序電流不能夠啓動小電阻控制系統的保護動作，而引起保護拒動。如，京津地區發生的架空線路斷線掉在道路上，保護拒動引起人身電亡；天津地區最近（2011.7.14.）發生的電線被大風吹落遊泳池，保護拒動造成3人死亡，多人受傷。

二、10kV中性點(diǎn)經小電(diàn)阻控制方式改造爲智能化控制保護的必要性

  以上問題反映瞭(le)應用中性點經小電阻控制方式必須考慮使用環境。對於(yú)架空線路以及架空與電纜的混合線路，大部分單相控制故障是瞬時性的弧光控制和高阻控制，採用中性點經小電阻控制方式必然引起線路頻繁跳閘以及對高阻控制故障的誤動和拒動，影響瞭(le)對用戶供電的可靠性，同時，也給供電運行維護部門帶來瞭(le)巨大的工作量。因此，10kV中性點經小電阻控制方式不适用於(yú)類似於(yú)國内供電線路爲架空線路以及架空與電纜的混合線路的地區，這些地區需要智能化的控制保護方式：即，能夠根據單相控制故障的性質和類别採取不同的處理方法，才能同時滿足供電安全性和供電連續可靠性。

三.實(shí)施改造的可行性

   在國(guó)内地區目前有三種10kV中性點(diǎn)控制方式：

   1) 中性點(diǎn)控制經(jīng)消弧線圈控制；

   2）中性點(diǎn)控制經小電(diàn)阻控制；

   3）故障相經電抗器控制保護。其中，故障相經電抗器控制保護，指的是變電站中性點不控制，當發生單相控制故障時，故障相經電抗器控制保護。故障消除後，電抗器退出，母線恢複正常的運行方式。該方式是一種智能化的控制保護模式，它結合瞭消弧線圈和小電阻控制方式兩者的優點
，彌補瞭這兩者的不足，具有明顯的技術和經濟優勢。

1、智能電抗器控制綜合保護裝置主要技術優勢

  1）能夠準確區分瞬時性和永久性單相控制故障，分别進行恰當的處理：對瞬時性弧光控制等故障，将故障相經電抗器控制，做到和消弧線圈一樣，在線消除故障並發信，無須線路跳閘，並且滅弧比消弧線圈更可靠；對永久性故障，又能和小電阻系統一樣，可靠選線，並具備小電阻系統所不具備的――根據線路和故障的性質，選擇合适的時序正確切除故障線路。

2）能夠在線監測(cè)系統運行狀态，超越消弧線圈和小電(diàn)阻控制的保護範圍，消除高阻控制故障保護盲區，及時預警絕緣老化等高阻控制故障，将故障消滅萌芽狀态中。

3）選線準確(què)率高，不但能保持小電阻控制系統對常見控制故障的選線準確(què)率，而且能準確(què)選出小電阻系統所不能選的高阻控制線路，還具有小電阻控制系統所不具備(bèi)的100%準確(què)判斷故障相，使故障排查範圍縮小，爲快速消除永久性故障、恢複供電提供有力的保障。

  4)比消弧線圈保護(hù)的優勢(shì)

  a）無高阻控制的保護盲區，而消弧線圈存在高阻控制的保護盲區。例如，國内某變(biàn)電站經消弧線圈控制，該站發生過吊車碰斷10kV線路落在地面上，該線路斷點與地面接觸産生電弧、使得斷線不斷彈跳、而保護卻拒動，就是因爲該線路斷點與地面接觸的過渡電阻值較大，屬於(yú)高阻控制，零序電壓不滿足消弧線圈保護動作值所緻。

b）無須追蹤電容電流的變(biàn)化
，100%可靠熄滅電弧、並(bìng)測控簡單。

  c）保護容量适應範圍寬，包容系統各種運行方式和變(biàn)電(diàn)站發展的需要。

  5)比小電(diàn)阻保護(hù)的優勢

  a）無高阻控制的保護(hù)盲區，而小電(diàn)阻保護(hù)方式存在高阻控制的保護(hù)盲區，如本文1.2節所述。

  b）保護(hù)消除瞬時和短時控制故障無須跳閘，供電(diàn)可靠性高。

  c）控制電(diàn)流小、對人身設備(bèi)威脅低、對系統的地網、線路耐火等級、自動化等指标要求較低，對通信幹擾小。

2、技術和經濟(jì)綜合對(duì)比

  故障相經電抗器控制保護的方法通過智能電抗器控制綜合保護裝置來實現。該裝置主要部件有
：微機控制器、電抗器、單極真空接觸器、電壓互感器、隔離開關、避雷器等；所有部件均安裝於一面高壓開關櫃内，與其它高壓開關櫃組屏，連接於系統母線，形成受控於微機控制器的測量和保護兩大回路。

  與消弧線圈和小電阻控制方式相比，智能型電抗器控制綜合保護方式不需要控制變
、電抗器室或電阻櫃等附加設施、占地面積少、綜合造價低，並且容量包容性寬，滿足變電站發展需要，具有較大的經濟優勢。

3、運行經(jīng)驗(yàn)及可靠性

  智能電抗器控制綜合保護裝置即電抗器控制裝置在供電局110kV南莊變電站試挂網運行，至今已在南莊站、祿堂站、更樓站、季華站、吉利站、桂城站等6個110kV變電站運行13套，配套監控屏3台。至2010年底，在廣東省電網公司各個地市供電局共挂網運行瞭約80多套智能型電抗器控制綜合保護裝置。國内局及其他局的典型運行狀況如下：

2010年6月分别在110kV桂城站的10kV I母、II母、III母挂網運行裝置各一套，至2011年3月，這三套裝置對弧光控制保護動作11次，選線10次，準確(què)率達(dá)98%以上；對高阻控制保護動作1次，選線1次，準確(què)率達(dá)100%；對金屬控制保護動作2次，選線2次，準確(què)率達(dá)100%。

2010年5月在110kV吉利站10kV I母、II母、VI母挂網運行裝置各一套，其保護(hù)動(dòng)作及選線統計如下
：

   (1)I段、VI段弧光控制保護動(dòng)作9次，選線準確(què)率100%；

   (2)II段弧光控制保護動(dòng)作12次，高阻控制保護動(dòng)作7次，金屬控制保護動(dòng)作5次，選線準確(què)率96%；諧振保護動(dòng)作3次。

多年來，這些裝置運行情況總體良好，能夠及時在線消除瞬時性單相控制故障，不跳線路僅準確(què)發信；對永久性故障能夠提供長時間保護，選線準確(què)率高、使得運行維護人員排查故障快，即保障瞭(le)線路安全性，又減少瞭(le)停電時間，保障瞭(le)供電連續可靠性。

四、結論

  智能電抗器控制綜合保護裝置，在國内及廣東其他地區電網已有成熟的運行經驗，具有明顯的技術經濟優勢，适用於供電線路爲架空線路以及架空與電纜的混合線路的地區，能夠同時滿足供電安全性和供電連續可靠性需要，所以本報告推薦用智能化的控制保護方式――智能電抗器控制綜合保護裝置爲最佳模式，改造國内地區小電阻控制方式。