智能配網自愈過程過電壓影響因素分析

劉傳文，劉 慧，劉 敏（國網山東省電力公司新泰市供電公司，山東泰安， 271200）

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智能配網自愈過程過電壓影響因素分析

劉傳文，劉 慧，劉 敏
（國網山東省電力公司新泰市供電公司，山東泰安， 271200）

摘要：自愈是提高智能配電網免疫的一項重要功能，自愈功能，即智能配電網的自我預防及恢復能力，它提高了智能配電網的供電可靠性，確保配網系統安全、平穩地運行，保障了用戶的用電安全。本文對智能配網自愈過程中過電壓的影響因素進行分析。

關鍵詞：智能配網；自愈功能；過電壓

0　前言

目前，供電企業技術快速發展，科技產品得到了廣泛應用，配電系統供電可靠性成為企業服務過程中的焦點，配電網是接近用戶的一個環節。現代電網發展日趨迅猛，尤其智能電網，它給配電系統的可靠性以及優質性帶來保障。智能電網自愈功能可有效保障配網平穩、安全地運行。本文首先對智能配網的概況以及主要特征進行簡單介紹，其次分析了智能配電網的自愈功能，再者，詳細闡述了自愈過程中過電壓影響因素，即智能配網規模以及智能配網電纜的長度對自愈過程過電壓的影響，最后進行總結。

1　智能配網概述

作為現代電網發展的趨勢，智能電網具備自愈、高效、可靠、互動、優質以及兼容性特點等。智能電網最早是由美國智能電網工作組提出，智能電網是由傳統配電技術以及多種新科技相結合而成，不僅能夠提升電網的性能，而且達到節約成本的目的。

智能配電網是配電網模塊，它是由多種高新技術集成的，不僅繼承了傳統的配電工程技術，運用現代計算機及通信技術，高級傳感及測控技術，還結合先進的配電工程技術。智能配網的主要特點有以下幾個方面：

（1）較強的自愈功能。智能配網的自愈功能可對正發生或者已經發生的故障進行檢測，同時可及時采取有效措施加以改進，極大程度降低了對用戶用電的影響，對供電質量擾動進行有效緩解，甚至產生抑制作用，使供電質量得以大幅度地提升，確保配電系統正常運行。

（2）安全性較高。自然災害、外力攻擊都將對配電網帶來非常大的危害，而智能配網則可有效抵御這些破壞，防止大面積停電事件的發生。此外，極大程度限制了外部原因對配電網破環，使重要用戶的正常用電得以確保。

（3）資產利用率高。智能配網能夠對電網設備的絕緣程度、溫度以及安全性等實施監控，這樣可以確保客戶用電安全的條件下，提高配網傳輸功率，進而提升系統容量的利用率。除此之外，智能配網還可改善潮流分布，有效降低配網線損，如此以來，運行效率便可得到提升。智能配網能對設備運行狀態進行實時監控、診斷并檢測，因此，設備的使用壽命得以有效延長。

（4）電能質量高。智能配網能夠對電能質量實施監控與控制，可有效抵制電能質量擾動。可實現電力自動化控制，即企業借助智能配網，根據用戶對負荷運行的需求，給用戶提供需要的電能。

（5）可接入分布式電源量大。這是智能配網與傳統配網的主要區別。智能配網有標準化的系統接口，保護控制具有自適應性，因此，分布式電源可以即插即用，進而適用優化了各種能源入網條件。

（6）互動性。智能配網能夠與用戶進行互動，一方面，對電價的實施動態化及分時化控制，配網結合智能電能表的使用，用戶可以對用電時間進行自主選擇，這樣既可達到節約電費的目的，同時也對電網高峰負荷起到了抑制作用；另一方面，為擁有分布式電源用戶創造了條件，在用電高峰期時，分布式電源用戶可通過電源為配網供電。

2　智能配網的自愈功能

20世紀末，美國能源部和美國電科院進行了“復雜互動系統”聯合研究，在此次研究中最早提出了電網自愈，隨后，對自愈的研究越來越多，自愈功能成為各國研究學者研究的重點。自愈是智能配網的重要內容，是確保電網平穩、安全運行、供電質量得以提升的重要技術。

智能配網的自愈功能，即不需要人為干預，或者在少量人為干預時，通過先進監測技術，實時、不間斷地診斷及評估配電網的運行情況，對故障隱患能夠及早發現，并迅速進行調控，清除故障隱患；若出現故障，可對故障進行迅速隔離，并進行自我恢復，降低對用戶的用電影響，確保用戶用電正常。擁有自愈功能，智能配網可對內部以及外部故障進行有效緩解并抵制，為配網運行的安全性以及穩定性帶來保障。

配電網是與用戶最接近的一個環節，配電網能否穩定、安全運行，以及其提供的電能質量好壞均對用戶正常用電帶來極大的影響。智能配網的自愈功能主要有以下具體作用，對電能質量具有優化作用，能夠有效控制電壓驟降的現象；使故障停電的次數及時間大大降低，避免了短時停電現象，大幅度提升了電網的可靠性；對外部攻擊進行了有效抵御，增強了職能配網的防損壞、防災能力。

3　過電壓影響因素分析

過電壓是影響智能配網自愈速度的重要因素，國內外學者也均對智能配網自愈過程中的過電壓問題展開研究。智能配網的規模大小、電纜的長度等都對智能配網自愈過程過電壓產生影響，具體如下：

3.1智能配網的規模越大，過電壓值越小。智能配網中串聯環網柜數目增多時，則表明智能配電網規模就越大，而自愈過程中最大過電壓值將會變小。發生過電壓的一個主要原因是配網中出現短路故障，而隨著配網規模擴大，過電壓危害程度將會被削弱，得以緩解。當智能配網中含有的環網柜數小于3個，在環網柜配網側的斷路器處會出現最大過電壓，而發生時便是斷路器重合時刻；當智能配網中含有3個環網柜，自愈過程最大過電壓發生于環網柜備用配網斷路器處，而重合的時刻為該處斷路器重合時刻。此外，智能配網中分別含有2個與3分環網柜進行比較時，兩者自愈過程過電壓出現的位置和電壓值呈現的規律大致相同，針對不同自愈過程的過電壓值，前者要大于后者。

3.2智能配網所用電纜長度變化時，自愈過程過電壓也會隨著改變。電纜長度增加時，最大過電壓值會變小，電纜長度到達一定值時，該值變為12500米時，最大過電壓值將會逐漸增大。隔離故障完成，環網柜及備用側斷路器發生重合的瞬間，是操作過電壓發生較為頻繁的時刻，且較為嚴重。由于在環網柜側斷路器以及環網柜側斷路器發生重合之前，整個配網系統中拓撲結構表現為：電纜為空載現象，且與環網柜并聯，這時，若對斷路器采取重合操作，就等于對空載電纜進行重合，然而，對空載電纜進行合閘是配電網自愈過程最大過電壓出現的重要起因，特別當空載電纜重合操作時，操作過電壓更容易發生，且程度較為嚴重。同時，電纜長度是一個重要影響因素，電纜長度變化時，過電壓值也會相應發生變化。在低壓配電網中操作過電壓值需要在絕緣配合允許范圍內，而當電纜長度在1千米以內時，配電網自愈過程過電壓發生的程度較為嚴重，且極有可能超過允許的范圍，將會嚴重威脅到設備的安全以及智能配網的絕緣效果，此時需采取保護措施，可增加線路保護設備。

4　總結

智能配網的核心特征是自愈功能，自愈可使供電質量擾動大幅度降低及避免，提升了智能配電網的可靠性以及安全性。然而，智能配網中的短路故障將引起自愈過程操作過電壓，操作過電壓嚴重時，將會帶來嚴重危害，而影響自愈過程過電壓的因素主要有智能配網規模、配網電纜線長度等，其中智能配網規模變大時，即串聯環網柜增加時，最大過電壓的值將會變小，而過電壓的出現位置以及時刻也會有所不同；電纜長度增加時，最大過電壓將先變小，后逐漸變大，主要是以12500米作為分界點，此外，自愈過程操作過電壓發生頻繁的時刻為環網柜中兩個斷路器重合時刻。

參考文獻

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[2]楊福，董金國，屈超，喬榮飛.基于配電自動化的配電網自愈的研究與應用[J].電氣應用，2014，19：22-24.

[3]蔡靜文，胡軍，何金良，張若兵，殷禹.含微網的智能配電網故障自愈過程中操作過電壓特征[J].電網技術，2013，09：2615-2620.

Analysis of influencing factors on the self healing process of intelligent distribution network

Liu Chuanwen，Liu Hui，Liu Min
（State Grid Shandong electric power company，Xintai power supply company，Tai'an，Shandong，271200）

Abstract：Self-healing is to improve an important function of smart distribution network immunity，selfhealing function，the intelligent distribution network of self prevention and recovery capability，it improves the intelligent distribution network power supply reliability，ensure network system security and stable operation，guarantee the user with electrical safety.In this paper，the influence factors of the intelligent power distribution network in the process of self healing are analyzed.

Keywords：intelligent distribution network;self healing function;over voltage