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

（上海市電力公司市北電力公司，上海 210000）

0.引言

新興科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使配電自動(dòng)化和繼電保護(hù)技術(shù)取得突破性的研究與應(yīng)用，推動(dòng)配電網(wǎng)朝著科學(xué)化和智能化的方向發(fā)展，有效保障了供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量和供電可靠性。在配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，一旦發(fā)生故障問題，都會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)造成不同程度的影響。因此，配電網(wǎng)中發(fā)生故障以后，需要在最短時(shí)間內(nèi)找到故障根源，加以處理消除故障，以減少對(duì)供電系統(tǒng)的影響。而經(jīng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)可以看出，繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合處理配電網(wǎng)故障的方式是十分有效的，值得被廣泛推廣與應(yīng)用。

1.配電網(wǎng)故障概述

配電網(wǎng)作為供電系統(tǒng)的重要組成部分，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種故障問題。通常情況下，當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員會(huì)采用斷路器來替代開關(guān)，這樣能夠有效保障位于故障點(diǎn)上游且距離最近的斷路器能夠正常工作，切斷故障電流，以盡量減少故障問題對(duì)該線路上其他部分的影響。但是，這種方法的應(yīng)用效果并不理想，各級(jí)開關(guān)會(huì)在保護(hù)配合作用下出現(xiàn)其他問題，引發(fā)跳閘等異常情況，反而增加了故障的處理難度，不利于技術(shù)人員準(zhǔn)確判斷出故障問題是永久性還是瞬時(shí)性[1]。同時(shí)，有些供電企業(yè)會(huì)采用負(fù)荷開關(guān)替代饋線開關(guān)的方式，這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障問題是否為永久性故障的判斷，但是卻存在一定的應(yīng)用局限性，一旦出現(xiàn)任何故障問題都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)供電系統(tǒng)瞬間停電，在一定層面上反而擴(kuò)大了故障問題，為用戶帶來極大的負(fù)面影響。

現(xiàn)階段饋線主干路不斷絕緣化和電纜化，這種配置極大地降低了供電系統(tǒng)主干線故障發(fā)生頻率，但是卻導(dǎo)致用戶支線更容易發(fā)生故障問題。針對(duì)該問題，部分供電企業(yè)采用配置電流儲(chǔ)能跳閘與單相接地跳閘功能故障自動(dòng)隔離的開關(guān)，這樣即使用戶側(cè)支線出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響到全線路的使用，同時(shí)，也有利于準(zhǔn)確定位出故障的相關(guān)支線和責(zé)任分界點(diǎn)[2]。

2.配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)的概述

配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)的深入研究分析為配電網(wǎng)故障問題的解決提供了根本性的保障，也督促相關(guān)技術(shù)人員對(duì)配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)等基本知識(shí)和技能加以學(xué)習(xí)強(qiáng)化。配電自動(dòng)化是在計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸和現(xiàn)代設(shè)備管理等多項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電故障的自動(dòng)檢測(cè)，有效提升了配電網(wǎng)的運(yùn)行效率和供電可靠性。而繼電保護(hù)裝置則進(jìn)一步加強(qiáng)了配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)各執(zhí)其能，確保配電網(wǎng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。而兩者之間的有效配合也在一定程度上將各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，顯著提升配電網(wǎng)故障問題的解決效率。結(jié)合現(xiàn)階段配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀況來看，采用配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)相配合的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)故障的處理是具有可觀性的，值得被深入研究與應(yīng)用，以促進(jìn)供電系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

配電自動(dòng)化就是在現(xiàn)有配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加現(xiàn)代化和高科技術(shù)化的新技術(shù)和新設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)化的技術(shù)改造，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)中各個(gè)元件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，這樣就能夠在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)元器件中所隱藏的故障問題，使其在萌芽狀態(tài)被及時(shí)處理。同時(shí)，配電自動(dòng)化的應(yīng)用能夠使配網(wǎng)故障被自動(dòng)隔離，有效保障無故障區(qū)域能夠正常運(yùn)行，避免故障問題的擴(kuò)大化。在全面了解當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)情況的條件下，制定配電自動(dòng)化方案，還能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備、開關(guān)動(dòng)作次數(shù)、負(fù)荷管理情況、潮流動(dòng)向等多方面的信息采集，以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化管理，提升配電網(wǎng)的供電可靠性。配電系統(tǒng)在內(nèi)部和外部因素的影響下，不可避免地會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)性故障，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)造成一定程度的干擾。而有觸點(diǎn)的繼電器可以作為一種安全保護(hù)元器件實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)或電力設(shè)備的保護(hù)，避免其受到外部故障問題的影響。這種繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作過程就是繼電保護(hù)，具有較強(qiáng)的應(yīng)用意義。

3.配電網(wǎng)故障處理措施

3.1 多級(jí)級(jí)差保護(hù)配合研究

多級(jí)級(jí)差保護(hù)配合主要是依靠對(duì)出線開關(guān)和饋線開關(guān)設(shè)置不同的保護(hù)動(dòng)作延長(zhǎng)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的保護(hù)。一般情況下，要求變壓器低壓側(cè)開關(guān)保護(hù)電流在0.7s左右，與此同時(shí)在這段時(shí)間范圍內(nèi)設(shè)置科學(xué)合理的多級(jí)級(jí)差保護(hù)進(jìn)行延時(shí)配合。兩級(jí)級(jí)差保護(hù)主要是通過在主干線路上設(shè)置帶負(fù)荷的饋線開關(guān)，并在開關(guān)之間或者變電站出現(xiàn)的位置設(shè)置相應(yīng)的斷路器，并對(duì)斷路器或者開關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置以實(shí)現(xiàn)兩級(jí)差保護(hù)。三級(jí)級(jí)差保護(hù)則充分利用了永磁操作機(jī)構(gòu)和無觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，以將分閘時(shí)間控制在10MS，延時(shí)時(shí)間控制在1MS，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)故障的處理時(shí)間。根據(jù)相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)可以看出，利用兩級(jí)差與三極差保護(hù)相互配合方式實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)故障問題的處理是十分有效的。這主要是利用兩級(jí)差之間的保護(hù)能夠有效調(diào)配配電網(wǎng)中的極差，以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)中線路的保護(hù)。尤其是對(duì)線路中的分支線路具有良好的保護(hù)作用，其效果十分明顯。但是，對(duì)于兩級(jí)差與三級(jí)差保護(hù)相互配合的處理方式，需要結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用情況實(shí)現(xiàn)兩者的有效協(xié)調(diào)，才能將兩者的實(shí)際效能最大程度發(fā)揮出來，以避免在操作過程中出現(xiàn)失誤。同時(shí)，技術(shù)人員需要充分把握住兩者之間的關(guān)聯(lián)性和區(qū)別性，在相關(guān)聯(lián)的地方加強(qiáng)聯(lián)系性，在相區(qū)別的地方區(qū)別分析，以確保兩種級(jí)差保護(hù)方式得到有效利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行過程的有效保護(hù)。

3.2 級(jí)差保護(hù)下集中處理故障方式

對(duì)于配電網(wǎng)故障的集中處理，一般需要對(duì)主干線路故障和分支線路故障進(jìn)行區(qū)別分析和處理。如果故障問題是發(fā)生在主干線路，則需要結(jié)合實(shí)際的故障情況進(jìn)行故障類型判定和分析。例如，當(dāng)主干線路屬于架空饋線時(shí)，如果該線路上發(fā)生故障問題，則需要對(duì)故障電流進(jìn)行切斷，變電站出站開關(guān)在0.5s后出現(xiàn)自動(dòng)重合，如果重合成功則屬于瞬時(shí)故障，如果重合失敗則判斷為永久故障，然后進(jìn)行針對(duì)性處理。在整個(gè)故障處理過程中，需要加強(qiáng)監(jiān)督與記錄，確保處理結(jié)果科學(xué)有效，并保證處理記錄準(zhǔn)確恰當(dāng)，以備后續(xù)查驗(yàn)。但是，如果主干線路屬于電纜饋線，則不需要對(duì)故障類型進(jìn)行判斷，因?yàn)檫@種故障在發(fā)生后，斷路器就會(huì)立即跳閘以阻斷故障電流，進(jìn)而確定故障為永久性故障。這時(shí)候需要收集故障信息對(duì)故障開關(guān)和故障區(qū)域進(jìn)行分離式控制與處理，盡量將故障范圍縮小，避免影響到其他線路。而對(duì)于分支線路故障，其處理方式與主干線路故障問題處理方式基本相同。

3.3 利用電壓時(shí)間型饋線和多級(jí)級(jí)差保護(hù)自動(dòng)化

電壓時(shí)間型饋線和多級(jí)級(jí)差保護(hù)自動(dòng)化的技術(shù)手段能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障隔離區(qū)域和恢復(fù)區(qū)域的有效供電。但是，在該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化技術(shù)在處理不當(dāng)?shù)那闆r下就會(huì)發(fā)生停電和斷路器跳閘的現(xiàn)象。針對(duì)該技術(shù)的弊端問題，最好采用兩級(jí)級(jí)差保護(hù)相配合的方式。即在變壓器低壓側(cè)出線開關(guān)處安裝重合器，并結(jié)合配電網(wǎng)情況設(shè)置相應(yīng)的區(qū)間延時(shí)，同時(shí)在主干饋線上安裝電壓時(shí)間型分段器作為開關(guān)。這樣將相關(guān)技術(shù)配合使用，就會(huì)防止配電網(wǎng)中大范圍的發(fā)生暫時(shí)停電的現(xiàn)象，盡量將停電概率控制在最低，以免為用戶帶來極大的不便。

4.結(jié)語

綜上所述，隨著人們生產(chǎn)生活質(zhì)量不斷提高，對(duì)供電需求量和供電質(zhì)量提出了更高要求，為配電網(wǎng)的運(yùn)行提出了新挑戰(zhàn)，也增加了配電網(wǎng)故障問題的發(fā)生頻率。對(duì)此，相關(guān)部門需要結(jié)合實(shí)際的用電需求和配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，采用科學(xué)高效的故障處理技術(shù)，及時(shí)有效地解決故障問題。在這個(gè)過程中，加大對(duì)繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理技術(shù)的應(yīng)用，以提升配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，以滿足人們的用電需求，推動(dòng)供電企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。