配電網(wǎng)自動(dòng)化中的繼電保護(hù)

摘 要:本文在對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)介紹的基礎(chǔ)上，介紹了當(dāng)前我國(guó)配電網(wǎng)繼電保護(hù)存在的問題以及配電網(wǎng)繼電保護(hù)常用的方法，并且預(yù)測(cè)未來配電網(wǎng)繼電保護(hù)向著更加開放的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞:配電網(wǎng)自動(dòng)化繼電保護(hù)

中圖分類號(hào):TM77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)09(a)-0074-01

1 引言

當(dāng)前，我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)正在快速展開，大部分地區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)也已經(jīng)初步建成。在電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行是最重要的，特別是作為電網(wǎng)系統(tǒng)末端的配電網(wǎng)，其工作的可靠和安全直接關(guān)系著用戶的用電質(zhì)量和整個(gè)電網(wǎng)的安全，繼電保護(hù)作為電網(wǎng)安全的可靠保障，隨著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展逐步發(fā)展，在當(dāng)前配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，繼電保護(hù)技術(shù)也有新的發(fā)展，并且發(fā)揮著重要的作用。

對(duì)于配電網(wǎng)的繼電保護(hù)來說，其重要功能是在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，能夠迅速對(duì)故障區(qū)域做出判斷，并且及時(shí)調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，隔離故障區(qū)域，快速恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。

2 配電網(wǎng)自動(dòng)化介紹

2.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化概述

配電自動(dòng)化系統(tǒng)（Distribution Automation System） 是對(duì)配電網(wǎng)上的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、協(xié)調(diào)、調(diào)整及控制的一個(gè)集成系統(tǒng)，它是近年來發(fā)展起來的新興技術(shù)，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)在配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制上的應(yīng)用。

當(dāng)前我國(guó)的配電網(wǎng)自動(dòng)化有兩種，一種是集中智能式，另一種是分散智能式。集中式主要是立足于事故發(fā)生后的隔離和網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)以及供電恢復(fù)，因此該種模式在隔離和重構(gòu)的處理中，主要依賴配電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)，而在隔離和重構(gòu)的瞬間，對(duì)系統(tǒng)的通信要求很高。一般來說，采用這種模式的配電網(wǎng)，終端設(shè)備主要用于信號(hào)采集功能，就地控制和執(zhí)行的功能不強(qiáng)。分散智能式主要是依賴重合器和分段器的配合，通過整合重合器的重合次數(shù)以及保護(hù)時(shí)間依靠重合器的時(shí)序配合來實(shí)現(xiàn)饋線故障自動(dòng)隔離、自動(dòng)恢復(fù)非故障區(qū)供電的功能。

2.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)集成的系統(tǒng)，主要由一次設(shè)備系統(tǒng)、故障自動(dòng)定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和控制主站系統(tǒng)組成。

一次設(shè)備主要有自動(dòng)重合器、智能型柱上真空斷路器（重合分?jǐn)嗥鳎h(huán)網(wǎng)柜等。這些一次設(shè)備是執(zhí)行各種調(diào)度命令的基礎(chǔ)，它們都具有一定的智能，可以通過通信系統(tǒng)與主控制器進(jìn)行通信，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操作。

故障自動(dòng)定位系統(tǒng)，主要用于配電網(wǎng)系統(tǒng)中短路故障點(diǎn)的檢測(cè)和定位，在控制中心，通過故障信號(hào)與地理信息系統(tǒng)（GIS）結(jié)合，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地得到故障的時(shí)間、地點(diǎn)等信息。

配電線路自動(dòng)化通信的特點(diǎn)是點(diǎn)多分散，但距離較短，要變換的信息量小，速率要求相對(duì)較低，要求其工作可靠、抗干擾能力強(qiáng)，適合在較惡劣的環(huán)境下運(yùn)行。

主站系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、 操作系統(tǒng)平臺(tái)、主站軟件組成，在整個(gè)配電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)運(yùn)行、管理維護(hù)、故障處理、資源共享、數(shù)據(jù)傳輸和信息交互等功能。

由上述介紹可以看出，在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，其核心作用是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)繼電保護(hù)的自動(dòng)化。下面將對(duì)配網(wǎng)中的繼電保護(hù)進(jìn)行介紹。

3 配電網(wǎng)中的繼電保護(hù)

在電力系統(tǒng)的被保護(hù)元件發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能自動(dòng)、迅速，有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以保證無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，并使故障件免于繼續(xù)遭受損害;當(dāng)電力系統(tǒng)的被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)能及時(shí)反應(yīng)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。

3.1 配電網(wǎng)繼電保護(hù)存在的問題

我國(guó)電網(wǎng)電壓的升高，高壓和特高壓的保護(hù)受到重視，作為電網(wǎng)中直接與用戶相連的配電網(wǎng)，其存在的問題也不容忽視。當(dāng)前雖然我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)初步建成，但是，還存在著很多的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一，相關(guān)設(shè)備老化，我國(guó)配電網(wǎng)的繼電器很多都是老式繼電器，可靠性較低，事故狀態(tài)下更能保證可靠動(dòng)作，這樣容易造成誤動(dòng)作使事故范圍擴(kuò)大;第二，環(huán)網(wǎng)基本無(wú)繼電保護(hù)，當(dāng)前我國(guó)配電環(huán)網(wǎng)以負(fù)荷開關(guān)為主，基本沒有斷路器，發(fā)生故障時(shí)，基本是全網(wǎng)癱瘓，需人工操作才能恢復(fù);第三，保護(hù)校驗(yàn)裝置存在漏洞，各類保護(hù)裝置由于各種原因在操作上會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作，主要是裝置自身的原因，因此，需要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的校驗(yàn)，確保其質(zhì)量和參數(shù)的可靠和準(zhǔn)確。

3.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化中的繼電保護(hù)方法

3.2.1 利用重合器與分?jǐn)嗥髦g的配合實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)

重合器在電路出現(xiàn)故障的時(shí)候能夠重合，分?jǐn)嗥髂軌蛴洃浿睾掀鞣珠l次數(shù)，并在達(dá)到預(yù)先整定動(dòng)作次數(shù)后自動(dòng)分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，這樣實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障區(qū)段的隔離。

3.2.2 重合器與熔斷器配合實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)

利用了重合器能夠重合，而且其開斷特性具有雙時(shí)性的特點(diǎn)，熔斷器能夠在線路中出現(xiàn)不被允許的大電流時(shí)，由電流流過熔體或熔絲產(chǎn)生的熱量將熔體或熔絲熔斷，實(shí)現(xiàn)線路故障區(qū)段的隔離。通常熔斷器裝于配電變壓器的高壓側(cè)或線路末端及線路分支處。

3.2.3 基于FTU的繼電保護(hù)

FTU是裝設(shè)在各分?jǐn)嚅_關(guān)上的饋線終端單元，一般是通過FTU采集故障前后的電流、電壓等重要信息，并通過通信通道將這些信息上傳到主站，主站對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，確定故障區(qū)并制定恢復(fù)供電策略， 最后通過遙控各開關(guān)隔離故障區(qū)并恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)的供電。

4 未來配電網(wǎng)中的繼電保護(hù)

當(dāng)前我國(guó)正在進(jìn)行智能電網(wǎng)的建設(shè)，未來隨著智能配電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，智能配電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)必然將不再局限于本地局部的保護(hù)功能，而將借助于信息化、數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，向相互協(xié)調(diào)的廣域范圍內(nèi)的功能綜合的保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展。

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