試論配電自動化與繼電保護配合的配電網故障處理

李緒源

摘要：伴隨著電網的加速發展，配電自動化的發展也隨之被帶動起來。在配電網的建設發展和應用中難免會發生一些故障，這就要求操作者有一定的技術和維修的能力。這也就使得越來越多的人加入對繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理的研究中，在大家的共同努力下，配電網得到更進一步的發展，并在發展中逐步提高技術含量，不斷完善維修技術，為繼電保護和配電自動化服務，帶去更深層次的技術發展。

關鍵詞：配電網;配電自動化;繼電保護

引言

配電網不僅具有堅強的網架結構和合理的設備選型，還需具有可靠配合的故障處理機制。配電自動化與繼電保護協調配合的故障處理機制是配電網的重要環節，是配電網安全穩定發展的重要保障。配電自動化系統包括主站系統、通信系統及終端系統。主站系統通過控制軟件和操作平臺實現對數據信息的分析和資源共享;通信系統可實現信息交互和遠程控制等功能，常用方式有無線公網、無線專網和光纖等;終端系統是各終端（饋線自動化終端、站所終端、故障指示器等）采集的數據信息通過通信系統上傳給主站，主站分析得出故障位置，實現故障定位。繼電保護具有切除故障速度快、可靠性高的優點，但由于配電網中開關級聯個數多、供電半徑短等原因，使得沿線短路電流差別較小，給配電網繼電保護的整定和配合帶來了一定困難。

一、故障分析

對于配電網來說，故障問題是不可避免的。在很多供電企業之中，已經利用斷路器代替隔離開關，從而確保發生故障的時候，和故障區保持最近距離的斷路器可以及時進行跳閘，從而防止故障對于供電系統造成影響。可是，從實際情況看，各級開關相關保護器中還存在很多的問題，這樣就使得故障發生的時候，容易造成越級跳閘或者是多級跳閘，無法對故障進行及時判定。為了對跳閘問題進行解決，一些電力企業利用負荷開關當作饋線開關，這樣可以在一定程度上將越級跳閘與故障判定這些問題解決掉，可是容易造成小的故障，從而使得整個工作環節中都發生停電的現象，這樣用戶停電現象就會頻繁發生。對于主干線路來說，其電纜化與絕緣化在不斷提升，因此，主干線中各種故障在一定程度上減少，很多故障都是在用戶支路上出現。所以，為了將這一問題解決掉，一些供電企業主要將有著跳閘性能的開關安裝在支路入口的位置，如此就能自動隔離用戶故障，防止用戶故障波及主干線。

二、配電網自動化相關理論闡述

（一）配電網自動化定義

配電網自動化定義為：在配電系統內增設現代化科學技術裝置，對配電網進行現代化的改造。此外，也利用通信技術、網絡技術，對配電網實施較快，可有效了解配電網的實際運行情況，發現潛在問題，及時解決問題。與此同時，配電自動化也實現故障的智能隔離，及時對非故障區域實施恢復供電操作，強化配電網的可靠性。

（二）繼電保護定義

電力系統運行期間常會受到各類補貼因素影響出現系統化故障問題，直接影響到整個電力體系的供電效果、可靠性、安全性。利用有觸電的繼電保護，能夠對電力設備與電力系統進行保護，避免電力設備和系統受到故障的影響。對于電力系統保護全過程，我們就稱之為繼電保護。在電力系統運行期間，繼電保護是較為重要和必須的，也是電力企業以及工作人員必須重視的一項任務。

三、配電網多級保護的可行性

（一）多級級差保護配合可行性研究

從農村來看，由于農村的配電線路具有分段少、線路長的特點，這樣當其中某一段線路出現問題或發生故障的時候，在故障發生位置之前的開關就很容易發生短路，所以可以選擇使用將電力定值與延時級差進行合理的協調配合的方式來對配電網進行多級保護，從而實現對配電網故障的有效性處理。而從城市來看，城市配電網線路的分段數一般都比較多，這樣也阻礙了開關對于電流定值的控制，所以對于城市配電網的故障，一般是采用保護動作延時時間級差配合的方式，然后對眾多配電網故障進行選擇性處理。而多級級差保護配合主要是指通過變電站10KV出線開關和饋線開關設置不同的保護動作延長時間，從而實現保護配合工作。

（二）三級級差保護配合研究

隨著科技的發展，開關技術也在不斷的進步。最大的特點是保護動作時間大大的縮短，其中主要采用的是無觸點驅動技術及永磁操動機構，通過對永磁操動機構工作參數的設置，分閘時間達到10ms上下，而無觸點電子分閘驅動分閘的時間可以達到1ms以內，對故障的判斷可以在10ms內完成。以上技術基本可以在30ms內對故障電流進行切除。即上文中所提到的饋線開關設置0s保護動作時，故障電流可以快速的在30ms內切斷。考慮到一定的時間問題，在上級饋線開關設置時，可以設置為100-150ms的延時時間，變電站出線開關延時時間可以設置為250-300ms，預留200-250ms的級差在變壓器低壓側，保證選擇性，這樣就實現了三級級差保護配合的目的。綜上所述，采用無觸點驅動技術及永磁操動機構可以實現三級級差保護配合，也不會對上級保護配合產生影響。

四、繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理

（一）利用兩級級差進行配合保護

在對線路開關進行選用的時候，分支開關以及出線開關和用戶開關采用斷路器，對主干線開關來說，采用負荷開關，而開關側的保護差級應該確保為200-250ms之間，用戶和分支斷路器其開關保護延時是0s。在實踐的過程中，利用兩級級差進行配合保護，分支或者是用戶故障發生的時候，斷路器就會跳閘，不會對其他地方造成嚴重影響。

（二）多級級差保護與電壓時間型饋線自動化配合分析

該項技術可以使故障區域隔離并且能快速恢復故障區域供電，它主要是利用電壓時間型重合器和分段器之間相互作用來實現這一功能。僅僅采用電壓時間型饋線自動化技術，分支線路的故障會導致全線斷路器跳閘或者全線暫時性斷電，如果把電壓時間型饋線自動化技術和多級級差保護相互配合，能夠有效避免這種情況。這種技術的運用通常是變電站的出線開關點使用重合器，且將延時時間設置在200～250ms之間，主干饋線的開關采用電壓時間型分段器，用戶開關或分支使用斷路器。當故障出現時，所采用的解決方法與應用常規的電壓時間型饋線技術所運用的方法相差不大，其不同之處在于能夠在可控范圍內對全線停電的現象做到有效避免。

（三）樹立培訓理念，強化工作人員故障處理能力

針對工作人員故障處理能力有限、理論知識水平高問題，電力企業必須樹立培訓理念，制定滿足企業發展以及故障處理工作計劃，建立一定周期定期對工作人員進行培訓，強化其工作能力，提高理論知識水平，利于在故障處理期間，更加高效完成工作，處理掉各類問題。與此同時，電力本企業要培訓工作人員預警處理與維修養護嫩太給力，避免出現過熱現象燒壞線路，保障供電的安全性與穩定性。最后，為了激發工作人員工作熱情，企業也可以制定獎懲制度，對那些表現較好的工作人員，給予適合的獎勵，對表現差、責任感不強的工作人員，給予相應處罰，以此約束工作人員行為，確保各項工作更加高質完成。

結束語

總之，要對配電網多級保護的可行性進行了分析，并對故障的措施進行簡要的介紹，在智能電網應用的今天，配電網智能化配合技術的應用大大提高了配電網的安全性及可靠性，對電力事業的發展起到良好的促進作用，使得實力企業的功能得到了大幅度的提高。

參考文獻：

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