繼電保護在自動化配電網中的應用研究

汪 銳 龔 偉 申永付

安徽三環電力工程集團有限公司

繼電保護在自動化配電網中的應用研究

汪 銳 龔 偉 申永付

安徽三環電力工程集團有限公司

為了滿足用電的需求，我國智能化配電網的建設正在快速開展中。在電力系統中，最重要的是系統的安全性和可靠性，由此越來越廣泛繼電保護的。本文就自動化配電網繼電保護應用中存在的問題、自動化配電網繼電保護應用的改進措施進行研究。

繼電保護；配電網；自動化

前言

近年來，我國經濟快速發展，各個領域的用電量大幅上漲，配電網設計規模越來越龐大，線路也日益復雜，這對于配電網的運行提出了更高的要求。自動化繼電保護是配電網系統的重要組成部分，保障可靠穩定地供電。

1 繼電保護與自動化配電網

1.1繼電保護的基本要求

繼電保護裝置能夠判斷被保護的元件是否處在正常運行狀態，進而分析它是否發生了故障。繼電保護裝置的這種功能可以將配電網的故障區分為保護區內和保護區外，進而方便自動化配電網的結構調整。從本質上講，繼電保護裝置是根據電氣發生故障前后的物理量變化來實現監測。根據自動化配電網的特性，繼電保護裝置應滿足的要求主要如下：

1.1.1可靠性。基于自動化配電網的性能要求，繼電保護裝置必須有很強的可靠性，不發生誤動作，以確保能夠切實起到提升自動化配電網安全性的作用。

1.1.2選擇性。當電力系統發生故障時，繼電保護裝置僅將故障的區域從配電網中切出，其他非故障區域的電網不受影響。這種選擇性是繼電保護裝置實現自動化配電網的核心所在，對自動化的調整電網結構有著重要的作用。

1.1.3速度性。電力系統發生故障后，很可能對大型的設備造成損壞，因此繼電保護裝置必須要滿足速度性的需求，以最快的速度切斷故障區域電路。

1.2自動化配電網的系統組成

目前，我國的自動化配電網主要分為兩種：一種是集中智能式配電網；另一種是分散智能式配電網。兩種形式的自動化配電網各有利弊，但其系統的組成大致相同，具體如下：

1.2.1一次設備。一次設備由自動離合器、環網柜和真空斷路器組成，它有一定的智能化，可以執行各種調度命令，同時，一次設備還可以與主控制器相連，實現遠程的操作。

1.2.2故障定位系統。故障定位系統主要用來檢測自動化配電網的故障點，然后利用地理信息系統將自身監測到的信息反饋給主系統。

1.2.3主站系統。主站系統由計算機網絡、操作平臺和操作軟件組成，是整個自動化配電網的中樞所在，可以整合信息做出判斷，然后給執行機構下達命令。同時主站系統還可以分享資源和管理維護，實現信息與數據的傳輸。

2 繼電保護自動化配電網應用中存在的問題

當電力系統中被保護的元件發生故障時，繼電保護裝置能夠快速地做出反應，有選擇地將故障元件從電力系統中排除。但是在被保護元件運行異常時，往往不需要繼電保護裝置快速反應，而是根據元件的危害程度規定一個延時，以免造成誤動作。

2.1繼電保護設備的老化

我國的電網雖然一直在更新換代，但是這些更新主要是針對技術層面，所以電網系統中的繼電器有很多都是老式繼電器，其可靠性得不到保障。這種老式的繼電器缺點主要體現如下：

2.1.1誤動作較多。電網電壓的增加會使被保護元件的異常運行狀態更為頻繁，老式的繼電器無法精確地處理異常數據，往往會出現錯誤的狀態判斷，進而產生誤動作，將事故的范圍擴大。

2.1.2反應速度較慢。老式的繼電器由于自身的老化，反應速度較慢。當元件發生故障之后，切斷電路的速度無法滿足需求。這就無法起到保護設備的作用。

2.2配電環網缺少繼電保護

環網也是自動化配電網中必不可少的一部分，但是當前我國的環網卻基本沒有繼電保護裝置。從實際情況來看，當前的配電環網是以負荷開關為主的，需要人為的控制。配電環網缺少繼電保護不僅會擴大電力故障，還延長了維修的時間。

2.3繼電保護裝置自身的問題

在當前的自動化配電網絡中，繼電保護器自身也存在著問題。所以導致了繼電保護起不到應有的保護效果，降低了自動化配電網的可靠性。繼電保護裝置自身的問題主要體現在以下兩個方面：

2.3.1質量檢驗不到位。當前的繼電保護裝置在安裝前并沒有經過系統的檢查，所以很多裝置的質量是不合格的。安裝在自動化電網后，由于自身的質量問題，就存在安全隱患，無法正常監測電網元件的運行狀態，當故障發生后，也不能及時地切斷電路。

2.3.2繼電保護裝置的靈敏性設置問題。繼電保護裝置是檢測各個元件的運行狀態，若其物理量變化超過了設定的范圍，就會自動切斷局部的電路，起到保護設備和電網安全的作用。

3 自動化配電網繼電保護應用的改進措施

3.1針對性更換繼電保護設備

繼電保護設備的更換可以分兩個層次：第一個層次是老化設備的更換；第二個層次是舊式設備的更換。舊式設備的更換可以理解為技術的更新換代，因為隨著科技的發展，繼電保護器的功能一定會越來越強大，其監測的效果也會越來越好。

3.2重合器與其他設備的配合使用

重合器有著雙時性的特點，可以實現重合與開斷，所以它能夠和其他設備配合，一起發揮出繼電保護的作用。首先，當電路出現故障的時候，重合器就能夠重合；然后分斷器記錄重合器的分閘次數，在達到預定設置次數的時候就閉鎖，實現電網故障區的隔離。

重合器還可以與熔斷器配合實現繼電保護的作用，因為重合器能夠實現重合，而熔斷器可以監測流過元件的大電流，當電流過大的時候就自身熔斷，起到故障區的隔離作用。

3.3繼電保護裝置的優化

為了更好地實現繼電保護的效果，還可以采用繼電保護裝置優化的方法。當前的繼電保護裝置還是采用較為傳統的方式，在一定程度上無法跟上智能化電網的發展速度。因此可以將信息化和數字化的技術引入到繼電保護中，突破繼電保護只能在局部中發揮作用的局限。

結語

自動化配電網已經成為國家電網發展的大方向，與之對應的繼電保護必須加快改進的步伐，以此來保障電網運行的安全性和穩定性。目前，繼電保護在自動化配電網絡中的作用不可替代，雖然還存在一些問題，但是可以通過改進的措施使之完善。

[1]蘇乃明，陳莉莉.變電站自動化技術改造[J].河南科技.2012(04).

[2]劉雅倩.淺談當前自動化技術的研究及應用[J].電子世界.2013(15).