論城區配網結構優化以及故障隔離技術

摘 要：城市配網結構依然存在多種問題，需要科學優化配網結構，提高配網運行效率，保護配網安全。文章首先分析了城區配網建設中存在的問題，然后分析了配網結構優化策略，以及故障隔離技術。

關鍵詞：城區配網結構；優化；故障隔離技術

城區配網結構相對繁瑣，配網承受較大的運行壓力，要想維護配網的安全、穩定運行，就必須對配網結構加以優化，提高配網運行效率，采用先進的故障隔離技術，及時隔離配網故障，維護配網的安全運行。

1 城區配網建設現狀分析

城市用電量不斷增加對配網運行帶來了巨大的壓力，然而，目前的城區配網架構依然落后，實際體現在：架空裸線較多，線路絕緣水平低、不具有自我保護能力，易受外界侵襲，配網多為輻射架設，缺少手拉手接線模式，干線截面較小、網構不科學，增加了城區用戶的停電發生率，配網規劃也相對落后，接線較為隨意，無法滿足用戶的需求。

當前的SCADA系統具有一定的實用價值，能夠實現對短路故障的精準化判斷，也能更加高效地切斷故障，但是在實際運用中依然有多種問題，無法精準地接地故障所在區段，也不能及時地隔離故障，故障判斷總體達不到規定標準。而且故障切除耗時較長，無法達到預期的配網運行標準。

2 城區配網結構優化

2.1 設定優化目標

依據相關部門的要求與規定，結合一個地區電力需求與經濟發展情況，城區配網建設需要達到以下標準：低壓配網線路中的用戶應享受兩個以上的電源，確保供電的安全可靠，而且要有70%以上的用戶能夠享受N-1可靠性準則，中壓配網各項設備故障情況下，憑借倒閘操作可以更為快捷地重新構建配網系統，將故障部位隔離開來，非故障部位的供電能夠被及時恢復。配網重構以及轉移負荷過程中，其他的載流設備依然處于穩定狀態，用戶依然能夠正常享受供電，當網絡系統內部的一個設備發生故障，對應的停電用戶數需控制在一定數量范圍內，同時，要在確保網構簡單、便捷基礎上來進行結構設計，以此來確保運行模式更為簡便、靈活，讓機電保護更為基礎化、簡單化，支持配網的智能化發展。

網絡結構需要同城市發展相符合，設置一定的拓展余度，而且要確保網架改造達到最優性價比。

2.2 配網接線模式的優化

（1）各類電源環網供電接線。若干電源供應一個線路，線路開環運行，這一類配網主干線通常選擇分段式接線，分支線路則可選擇真空開關，刀閘設備等同干線鏈接起來。可以選擇手拉手的接線模式，這一接線模式有著良好的適應性，存在兩個或以上變電站的地區都較為適宜選擇這一接線模式，線路開環運轉，電源能夠交替發揮供電功能，線路內部的分段數量會直接影響安全度，通常來說分段數越多，對應的停電范圍越小。一般來說分段數量會影響N-1準則運用的穩定性，為了獲得更大的經濟利益，城區環網干線長如果小于6km，通常應該將該線路分成3-5段，單段長度控制在1km，如果線路長度達到10km，則應該結合線路中用戶多少來對應分段。

（2）多電源環網供電接線。該接線模式的特征為：若干電源為一只配網線路供電，開環運行，若干電源交替使用，有著高度的安全性、穩定性，網絡構建模式靈活，然而，倒閘則相對繁瑣，本著環網結構最簡的原則，所連接的電源一般要控制在3個以下。

（3）環網接線模式。當個別城市中僅存在一個變電站，可以嘗試采用環網接線模式。該接線模式運行的特征為：相同變電站各類母線供電，兩條母線輪流使用，有著更加安全、穩定的供電效果。

（4）網格供電接線。這一接線模式適合于市中心經濟高度發達地帶，同時，負荷相對密布、供電較為穩定的地區，也可以嘗試在最新開發的地域來選擇這一接線模式。此接線通常適合選擇電纜模式，或者將架空線同電纜配合進行接線，如果配網采用了雙電源供電，小區電源適合從各個環網線路進行連接，打造出一個環網供電格局，常規情況下，小區電源處于開環狀態，當線路發生故障則可以轉移負荷，這一接線模式特征體現為：能夠有效提高干線上用戶的供電服務水平，使其達到N-1可靠性，對應的分支線路的一些用電客戶也能達到這一安全穩定的標準。而且在這一接線模式下，網絡結構較為基礎、簡單，無需對故障進行大范圍隔離，能夠支持并促進負荷的大范圍轉移。

3 城區配網故障隔離技術措施

3.1 相間短路故障的隔離

（1）電流速斷保護

變電站出線開關，通常被配置為電流速斷模式，遇到較大電流時將發出保護性動作，無論是分段開關還是聯絡開關都有一定的保護性作用，遇到短路時，變電站出線開關將發出保護性動作，切斷線路，重合閘發出反應，使線路走向充電狀態。若為長期性短路故障，則將又一次切斷線路，對應斷定故障位置。

（2）饋線故障隔離技術

該技術是建立在電流與時間相協調基礎上的技術，能夠對達到饋線自動化的配網線路進行科學地分段，根據電流保護整定原則來保護各個開關安全，當出現短路故障時，不同開關依照相關定值來切斷故障。這一技術優勢體現在：更為高效地分辨故障區域從而隔離故障，而且分支線路發生故障時，配網感想依然健康運行，因為能夠針對地進行隔離。饋線故障不會帶來太大影響，而且設置了更多的后備保護，保護設備運行相對基礎、運行靈便，未發生故障的線路也能更快地回歸到正常運行狀態。不足之處：故障判斷的精準度有待提高，而且系統運行狀態的不確定性也將影響保護動作的準確度。

同時，也可以從電壓、時間保護相互協調的角度出發來進行故障隔離，配網應該選擇特殊的開關，例如：失壓脫扣型負荷開關。當線路短路時，開關斷開、線路失壓，其他分段開關因為沒有壓力而斷開。重合閘能夠發出響應，不同負荷開關當發現線路中出現電壓時，再逐漸閉合，此時故障依然存在，開關將第二次跳閘，對應不同區段的負荷開關也將再次反復以上操作，最終將故障隔離開來，此類技術的優勢：成本低、易于操作、建設規模有限，容易實現。不足：開關需反復重合閘動作，會增添開關負擔，故障隔離過程中會影響用戶的持續用電，而且將會對電氣設備帶來不良影響，特別是干線為主如果設置了分支開關，區段的故障可能影響分支開關的運行，使得更多的用戶出現故障停電，將加劇故障查找工作負擔。

3.2 接地故障的隔離

立足于目前的配網設備質量、特征，一旦系統發生接地故障，一般通過合、拉變電站內出線開關的方法來尋找出現故障問題的線路，然而，這一方法具有一定的局限性，無法準確確定故障位置，為了確保故障被精準地定位、隔離，則需要第一步拉開或閉合分支線路，對應斷定故障所處大致范圍，在此基礎上安排專業的檢修人員來對各個設備、線路等進行故障查找與檢修。

4 結束語

城市經濟在不斷發展，用電量在持續增加，必須積極優化配網結構，采用先進的故障隔離技術，通過科學地接線，配網結構改造等來提高配網運行穩定性，及時隔離故障，提高配網運行水平。

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