配電網保護配置方案評估方法研究①

劉福軍

摘要：文章對配電網保護配置方案進行研究，首先明確配置方案包含的主要內容，繼電保護是配電網絡運行安全的重要保障，需要對保護方案的應用效果進行評估。其次利用相關規程對整個過程進行指導，明確配電保護的重要意義。最后在保護配置方案的評估方法應用角度，對配電網的保護措施進行理論分析。

關鍵詞：配電網;配置方案;評估

前言：近年來，由于配電網絡出現問題，造成停電現象，影響居民正常生活與工業生產，為預防這一問題，需要在配電網保護方面進行升級，采取有效的保護配置方案，使得電網運行更加穩定安全。實踐過程中，應對配電網保護方案應用效果進行評估，明確其應用價值，以此提升配電網運行服務效率，強化管理水平。

一、配置方案內容

1.1指標定義

配電網保護方案性能存在一定不同，造成了方案應用具有差異性特征。實踐中，保護配置方案較多，需要根據配電線路實際情況，選擇合適的配置方案。方案應用中，需要對使用效果進行評估，明確評價指標，使得繼電保護裝置應用更加高效合理。在對評價指標進行定義中，發現繼電保護定值的整定方法存在差異，有的是繼電保護配置問題，需要在相關方面進行研究[1]。

評價指標應用對配置方案選擇至關重要，需要做到有效、及時和實用性。在方案制定過程中，應最大限度減少停電帶來的損失，縮短停電時間，體現方案應用的有效性。而及時性，要求在出現繼電保護需求后，能夠第一時間對方案進行選擇，通過繼電保護裝置可及時切斷故障設備供電，形成對整個電路系統的保護。值得注意的是，此時，故障回路上的設備會受到電流作用，出現負荷失電問題，并且持續時間較長，對相關設備進行控制十分必要。

實踐操作中，評價指標能夠對負荷失電持續時間進行分析，而對于電路系統中設備遭受的損害未能及時考慮，使得電路系統中繼電保護方案的應用效果不佳。因此，工作過程中，也應考慮繼電保護裝置的靈敏度問題。應重點考慮以下方面問題：一是本級線路故障因素，在保護裝置應用過程中，有時會出現設備靈敏度過高發生線路保護裝置誤動問題，此時會發生不正常停電問題，這與保護配置方案選擇不合理有直接關系，因此，需要關注繼電保護配置方案選擇。

1.2模型分析

操作過程中，構建了有效評估模型，對配電線路能量損失進行研究，在繼電保護配置方案的應用中，對能量損失的量化計算需要通過模型實現，即構建比較模型，對不同方案的應用效果進行分析，使得繼電保護裝置應用更加科學有效，滿足配電線路運行安全穩定的要求。實際工作中，為達到能量損失計算預期效果，滿足準確程度需求，引入短時停電和長時停電概念。

短時停電是指系統中故障發生，導致停電到恢復供電的時間在3分鐘之內的停電現象。而長時停電則通常持續時間較長，要遠遠超過3分鐘。在模型構建中，應重點關注不同停電問題下的方案選擇，使得模型方案應用效果明顯，滿足線路故障維護工作要求。

現階段，由于重合閘應用較為廣泛，對=線路瞬時故障問題可進行快速識別，并且采取有效方案加以解決。因此，在配電線路中，倘若出現瞬時故障，只會造成線路負荷增大，出現短時停電問題，對整個配網系統的影響不大。例如，在某農村配電網絡中，應用了饋線自動化裝置，當系統出現故障時，可在3分鐘之內，自動恢復非故障區的供電，而故障區的用電恢復時間較長，需要數個小時方可實現，因此，在故障處理中，應考慮配置方案應用實際效果，對其進行科學合理評估，重點加強對負荷失電問題研究，使得配網線路運行高效穩定，滿足新時期人們生產和生活需要，提升電力網絡系統服務能力。

二、評估方法應用

2.1期望求解

配置方案應用效果評估中，應對能量損失期望值進行求解。能量損失作為配置方案應用效果評估的一項重要指標，可應用在同一故障場景下不同方案之間的優勢對比。雖然期望值求解較為簡單，保護方案應用較為便利，但是，保護方案使用效果與故障場景存在緊密關系。實踐工作中，應研究保護方案的最終性能評價指標，以此達到理想的評估結果。

分析故障場景，可得到隨機變量的概率分布情況，并且對故障位置、故障類型和等效阻抗等隨機變量值進行獲取。

2.2故障場景

隨機故障場景生成是解決問題的核心與關鍵，為生成保護配置方案，需要對故障場景進行明確，以下研究故障場景隨機變量和概率分布問題，實現對配置方案應用效果的有效評估。故障分段選擇應滿足多樣性分布條件，一次實驗有較多分布結果，需要對相關離散變量進行分析，控制變量結果，使其滿足評估模式。實踐研究中，應對場景進行分類。假設在配電網絡中存在N條可選分段，每條分段線路上均會出現故障，為保證評估方法應用合理性，需要利用逆變交換法，使得離散變量獲取途徑合理，并且通過對具體變量的控制，達到統計工作目的。

實際操作中，首先得到配電線路各段的累積概率，隨后生成（0，1）之間的均勻分布隨機數，并且通過控制累積概率區間的方式，實現對故障分段的有效控制，實現對故障場景的合理構建。對故障類型進行分析，應重點關注相間故障，即電路系統中出現的三相短路和相間短路問題。對相關分布方式和故障概率的統計發現，故障類型滿足伯努利分布條件，本文對相關故障發生幾率做出假設，其中假設相間短路故障為75%，三相短路故障為25%，則需要對故障類型進行分析，并且根據實際情況擬定合理的保護配置方案。

實踐工作中，保護定值選擇應結合具體操作方式，因此，在隨機場景研究中，需要將線路系統等效阻抗當作連續隨機變量，并且對其分布方式進行研究。以某地區10kV線路故障為例，對其故障類型進行分析，發現故障分布規律滿足均勻分布和貝塔分布[2]。

2.3案例分析

有關保護定值方案比較，以某城市郊區10kV配電網絡為例，該配電線路以三分段主干饋線為主，其中設計有饋線開關和分段開關，相關結構均應用了電氣自動化裝置進行升級改造，因此，保護配置方案具有一定先進性，可達到行業先進水平。實踐工作中，對相關裝置過流保護進行分析，發現配置方案應用效果顯著。整體上分析，線路中配置了三段式電流保護裝置，以各分段末端負荷為接入等效的主要參考指標，并且保證各分段載荷能力均勻，滿足電流過載保護需求。

對該城市郊區10kV線路的等效阻抗進行分析可知，其最大值和最小值分別在0.520 8歐姆和0.271 1歐姆，其中對應的分段長度分別為0.75千米、1.755千米和0.556千米，通過對各分段故障率比較分析，發現其出現故障的概率較低，主要是配置方案選擇得當，管理維護措施合理有效。因此，對配置方案的應用效果進行評估至關重要，關系到主干線路電流保護，相關人員應做好不同方案之間對比，選擇與配電線路實際情況相符合的方案。

對方案A的應用效果進行評估，發現在使用過程中，平均能量損失較低，能量損失的靈敏度系數較大，并且對其能效值和等效阻抗等相關數值進行分析，發現其靈敏度系數位于0.6～0.65之間，因此，方案具有較強應用性能。技術應用過程中，應重點對電流保護方案的使用效果進行評估，設計有效評估方式，提升設計方案使用價值[3]。

結論：綜上所述，本文對配電網保護配置方案的性能進行分析，明確能量損失這一評價指標，并且對能量損失的模型進行構建，在此基礎上，研究了電流保護方案應用效果，對其進行評估。期間對不同配置方案進行對比分析，使得方案應用更加有效。最后以案例分析方法，對配電網保護定值方案進行系統全面評估。

參考文獻：

[1]印力群.含分布式發電的配電網繼電保護配置方案研究[J].價值工程，2019，38（31）：216-218.

[2]沈云超，王慧芳，黃志華，楊濤.配電網保護配置方案評估方法[J].電力系統自動化，2019，43（20）：138-146.

[3]孔令令，陳曉剛，張霞，等.10 kV配電網分支線保護配置方案[J].供用電，2018，35（08）：21-24.