配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)配合的配電網(wǎng)故障處理分析

張博 劉桂蘭

摘 ? 要：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行期間，主要功能就是確保電力系統(tǒng)運(yùn)行正常。在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下，繼電保護(hù)裝置能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取必要的處理措施，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行?；诖?，文章將配電網(wǎng)故障作為主要研究?jī)?nèi)容，重點(diǎn)闡述配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)配合下的故障處理措施，希望有所幫助。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化 ?繼電保護(hù) ?配電網(wǎng)故障 ?處理 ?分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0062-02

伴隨信息技術(shù)水平的提升，為配電自動(dòng)化的發(fā)展提供了必要保障。但需要注意的是，即便配電網(wǎng)故障處理技術(shù)有所提高，但在實(shí)施方面仍存在一定問(wèn)題。部分供電企業(yè)會(huì)將斷路器作為饋線開(kāi)關(guān)，以期在故障狀態(tài)下利用臨近斷路器跳閘方式將電流阻斷。然而，在故障實(shí)際發(fā)生的時(shí)候，線路開(kāi)關(guān)保護(hù)會(huì)出現(xiàn)多級(jí)跳閘情況，無(wú)法對(duì)故障類(lèi)型做出判斷。由此可見(jiàn)，深入研究并分析配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)配合的配電網(wǎng)故障處理具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 ?配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)闡釋

1.1 配電自動(dòng)化定義

所謂的配電自動(dòng)化就是一種全新信息管理系統(tǒng)，集中了控制技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代化設(shè)備的運(yùn)用，借助網(wǎng)絡(luò)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況加以掌握，提前消除安全隱患[1]。在故障發(fā)生后，要隔離故障區(qū)域，以免對(duì)配電網(wǎng)其他部分產(chǎn)生影響。在配電自動(dòng)化的應(yīng)用下，可以對(duì)電網(wǎng)的狀態(tài)以及設(shè)備、開(kāi)關(guān)進(jìn)行必要管理，不斷優(yōu)化配電方案可行性，提高配網(wǎng)供電可靠性能與安全性能。

1.2 繼電保護(hù)分析

在配電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行期間，會(huì)受諸多因素影響，故障發(fā)生率明顯提高，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)安全性能。而有觸點(diǎn)繼電器可以對(duì)電力系統(tǒng)與電力設(shè)備加以保護(hù)，具有這種功能的保護(hù)裝置被稱(chēng)為繼電保護(hù)。

而繼電保護(hù)發(fā)揮自身保障功能的基本原理就是，電流增加，使得電線路電路遠(yuǎn)超出負(fù)荷電流，而電壓下降，在故障發(fā)生的時(shí)候，各點(diǎn)電壓會(huì)降低，與短路點(diǎn)臨近的電壓更低。另外，測(cè)量阻抗會(huì)有所改變，一般來(lái)講，測(cè)量阻抗是負(fù)荷阻抗，而在短路狀態(tài)下，則會(huì)轉(zhuǎn)變成線路阻抗。要想與繼電保護(hù)裝置功能需求相適應(yīng)，還應(yīng)確保其可靠性、選擇性達(dá)標(biāo)?？煽啃砸彩抢^電保護(hù)的基本要求，必須嚴(yán)格監(jiān)督并管理繼電保護(hù)措施，堅(jiān)決不允許隨意誤動(dòng)，避免出現(xiàn)危害[2]。而選擇性則是在系統(tǒng)故障狀態(tài)下，繼電保護(hù)會(huì)切除電力系統(tǒng)中的故障設(shè)備，若有拒動(dòng)情況，則要求臨近設(shè)備與線路保護(hù)切除故障。

2 ?配電網(wǎng)多級(jí)保護(hù)分析

2.1 多級(jí)級(jí)差配合可行性

所謂的多級(jí)級(jí)差配合，主要指的就是分別設(shè)置變電站10kV出線開(kāi)關(guān)、10kV饋線開(kāi)關(guān)的保護(hù)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)目標(biāo)。而為降低短路電流沖擊力，變電站電壓器的低壓側(cè)開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的最小數(shù)值是0.5s，而在此段時(shí)間內(nèi)合理設(shè)置出多級(jí)級(jí)差保護(hù)延時(shí)配合方式。

現(xiàn)階段，饋線斷路器開(kāi)關(guān)機(jī)械動(dòng)作的時(shí)間在30～40ms之間，而熄弧的時(shí)間在10ms左右，另外，保護(hù)固定響應(yīng)的時(shí)間是30ms。綜合考慮以上時(shí)間差，需將故障電流切斷時(shí)間設(shè)置在100ms之內(nèi)[3]。將過(guò)流脫扣斷路器亦或是熔斷器設(shè)置在饋線開(kāi)關(guān)中，由于勵(lì)磁涌流不大，所以要合理調(diào)整脫扣動(dòng)作電流閾值，盡可能規(guī)避勵(lì)磁涌流，使得延時(shí)的時(shí)間不斷縮短。通過(guò)脫扣動(dòng)作的運(yùn)用，可以使故障的切除時(shí)間縮短，然而部分分支線仍需借助人工方式恢復(fù)，但會(huì)影響故障處理效果。而對(duì)于時(shí)間而言，變電站10kV出線開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作的延時(shí)時(shí)間應(yīng)控制在200～250ms之間，保證和變電站變壓器地測(cè)開(kāi)關(guān)之間存在時(shí)差，進(jìn)而達(dá)到兩級(jí)級(jí)差保護(hù)目標(biāo)。

2.2 三級(jí)級(jí)差保護(hù)配合

在科技進(jìn)步的背景下，為開(kāi)關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供了必要保障。特別是永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)與無(wú)觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用使得保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間明顯減少。一般情況下，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)分閘的時(shí)間控制在10ms，而無(wú)觸點(diǎn)電子驅(qū)動(dòng)分合閘合閘的時(shí)間則控制在1ms。通過(guò)對(duì)快速保護(hù)斷路器的應(yīng)用，即可在30ms內(nèi)將電流切除。若時(shí)間寬裕，即可將上一級(jí)的饋線開(kāi)關(guān)的保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間設(shè)置成100～150ms，而變電站10kV出線開(kāi)關(guān)的保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間被設(shè)置成100～150ms。除此之外，變電站變壓器低壓側(cè)的開(kāi)關(guān)級(jí)差需要控制在200～250ms之間，這樣一來(lái)，即可滿(mǎn)足三級(jí)保護(hù)的目的。

3 ?多級(jí)級(jí)差保護(hù)與集中故障處理配合路徑

3.1 兩級(jí)級(jí)差集中故障的處理

若主干線是全架空饋線，處理的步驟如下：

（1）變電站斷路器跳閘，將故障電路切斷處理;

（2）于0.5秒延時(shí)以后，變電站出現(xiàn)斷路器會(huì)重合。在成功重合的情況下即可判斷成瞬時(shí)性故障，而重合不成功就是永久性故障;

（3）結(jié)合配電端上報(bào)數(shù)據(jù)信息，對(duì)故障區(qū)域做出判斷;

記錄瞬時(shí)性故障，如果是永久性故障，需將故障區(qū)域隔離，以保證其他區(qū)域的供電恢復(fù)正常狀態(tài)，并對(duì)故障詳細(xì)記錄。

如果主干線是全電纜饋線，那么處理的步驟則如下：

（1）饋線有故障判斷成永久性故障，要求變電站斷路器將故障電流切斷處理;

（2）主站參考上報(bào)故障信息內(nèi)容，對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行判斷;

（3）對(duì)故障區(qū)域周邊開(kāi)關(guān)進(jìn)行遙控處理，保證故障區(qū)域被隔離，并對(duì)相對(duì)應(yīng)變電站的斷路器開(kāi)關(guān)合閘進(jìn)行遙控，以保證此區(qū)域供電正常。

如果是分支部分亦或是用戶(hù)處有故障發(fā)生，具體的處理流程如下：

（1）分支斷路器亦或是用戶(hù)斷路器跳閘，并將故障電流切斷;

（2）如果支線是架空線路，如果快速重合閘控制處于開(kāi)放狀態(tài)并在0.5秒延時(shí)以后重合，即可判斷成瞬時(shí)性故障，一旦重合不成功，應(yīng)將其判斷成永久性的故障。

3.2 多級(jí)級(jí)差保護(hù)和電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化配合處理

對(duì)多級(jí)級(jí)差保護(hù)和電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化配合方式的應(yīng)用，重要基礎(chǔ)就是重合器與電壓時(shí)間型分段器，在相互配合的情況下，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的隔離目的，保證供電的有效恢復(fù)。一旦故障發(fā)生，僅利用電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化技術(shù)，很容易誘發(fā)全線停電的情況，甚至還會(huì)出現(xiàn)斷路器跳閘的情況[6]。而此技術(shù)則是將重合器應(yīng)用于變電站故障開(kāi)關(guān)部位，并將延時(shí)時(shí)間控制在200-250毫秒。其中，電壓時(shí)間型分段器是主干饋線開(kāi)關(guān)，而在分支亦或是用戶(hù)處則選擇斷路器，在出現(xiàn)故障以后，處理的方式同普通電壓時(shí)間型饋線技術(shù)，然而并不會(huì)影響線路，全線短路亦或是跳閘的情況并不會(huì)發(fā)生。

4 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的背景下，配電網(wǎng)智能化技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，使得配電網(wǎng)運(yùn)行更加安全可靠且穩(wěn)定。長(zhǎng)此以往，供電企業(yè)也能夠創(chuàng)造更為可觀的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益，使得人們的日常生活水平不斷提高。為此，必須要高度重視配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)配合下的配電網(wǎng)故障處理重要性，為配電網(wǎng)的正常運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖亦亮，袁佳圓，范海.繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理工作研究[J].科學(xué)與財(cái)富，2017（25）：54-54.

[2] 蔡靜雯，陳辰，鄭旭東，倪長(zhǎng)松，張蕾.繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理[J].電子世界，2017（16）：194.

[3] 劉文浩.繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理措施分析[J].科技風(fēng)，2017：172.