配電網自動化中的繼電保護

摘 要:本文在對配電網自動化系統介紹的基礎上，介紹了當前我國配電網繼電保護存在的問題以及配電網繼電保護常用的方法，并且預測未來配電網繼電保護向著更加開放的方向發展。

關鍵詞:配電網自動化繼電保護

中圖分類號:TM77文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(a)-0074-01

1 引言

當前，我國智能電網的建設正在快速展開，大部分地區配電網自動化系統也已經初步建成。在電力系統中，系統的安全可靠運行是最重要的，特別是作為電網系統末端的配電網，其工作的可靠和安全直接關系著用戶的用電質量和整個電網的安全，繼電保護作為電網安全的可靠保障，隨著電網技術的發展逐步發展，在當前配電網自動化系統中，繼電保護技術也有新的發展，并且發揮著重要的作用。

對于配電網的繼電保護來說，其重要功能是在網絡發生故障時，能夠迅速對故障區域做出判斷，并且及時調整電網結構，隔離故障區域，快速恢復非故障區域的供電。

2 配電網自動化介紹

2.1 配電網自動化概述

配電自動化系統（Distribution Automation System） 是對配電網上的設備進行遠方實時監測、協調、調整及控制的一個集成系統，它是近年來發展起來的新興技術，是現代計算機及通信技術在配電網監測與控制上的應用。

當前我國的配電網自動化有兩種，一種是集中智能式，另一種是分散智能式。集中式主要是立足于事故發生后的隔離和網絡的重構以及供電恢復，因此該種模式在隔離和重構的處理中，主要依賴配電網的調度系統，而在隔離和重構的瞬間，對系統的通信要求很高。一般來說，采用這種模式的配電網，終端設備主要用于信號采集功能，就地控制和執行的功能不強。分散智能式主要是依賴重合器和分段器的配合，通過整合重合器的重合次數以及保護時間依靠重合器的時序配合來實現饋線故障自動隔離、自動恢復非故障區供電的功能。

2.2 配電網自動化系統的構成

配電網自動化系統是一個集成的系統，主要由一次設備系統、故障自動定位系統、通信系統和控制主站系統組成。

一次設備主要有自動重合器、智能型柱上真空斷路器（重合分斷器）、環網柜等。這些一次設備是執行各種調度命令的基礎，它們都具有一定的智能，可以通過通信系統與主控制器進行通信，能夠實現遠程操作。

故障自動定位系統，主要用于配電網系統中短路故障點的檢測和定位，在控制中心，通過故障信號與地理信息系統（GIS）結合，能夠及時準確地得到故障的時間、地點等信息。

配電線路自動化通信的特點是點多分散，但距離較短，要變換的信息量小，速率要求相對較低，要求其工作可靠、抗干擾能力強，適合在較惡劣的環境下運行。

主站系統主要由計算機網絡、 操作系統平臺、主站軟件組成，在整個配電系統中實現運行、管理維護、故障處理、資源共享、數據傳輸和信息交互等功能。

由上述介紹可以看出，在配網自動化系統中，其核心作用是實現電網繼電保護的自動化。下面將對配網中的繼電保護進行介紹。

3 配電網中的繼電保護

在電力系統的被保護元件發生故障時，繼電保護裝置應能自動、迅速，有選擇地將故障元件從電力系統中切除，以保證無故障部分迅速恢復正常運行，并使故障件免于繼續遭受損害;當電力系統的被保護元件出現異常運行狀態時，繼電保護應能及時反應，并根據運行維護條件，而動作于發出信號、減負荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據對電力系統及其元件的危害程度規定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。

3.1 配電網繼電保護存在的問題

我國電網電壓的升高，高壓和特高壓的保護受到重視，作為電網中直接與用戶相連的配電網，其存在的問題也不容忽視。當前雖然我國配電網自動化系統已經初步建成，但是，還存在著很多的不足，主要表現在以下幾個方面:第一，相關設備老化，我國配電網的繼電器很多都是老式繼電器，可靠性較低，事故狀態下更能保證可靠動作，這樣容易造成誤動作使事故范圍擴大;第二，環網基本無繼電保護，當前我國配電環網以負荷開關為主，基本沒有斷路器，發生故障時，基本是全網癱瘓，需人工操作才能恢復;第三，保護校驗裝置存在漏洞，各類保護裝置由于各種原因在操作上會出現誤動作，主要是裝置自身的原因，因此，需要加強對繼電保護裝置的校驗，確保其質量和參數的可靠和準確。

3.2 配電網自動化中的繼電保護方法

3.2.1 利用重合器與分斷器之間的配合實現繼電保護

重合器在電路出現故障的時候能夠重合，分斷器能夠記憶重合器分閘次數，并在達到預先整定動作次數后自動分閘并閉鎖在分閘狀態，這樣實現對線路故障區段的隔離。

3.2.2 重合器與熔斷器配合實現繼電保護

利用了重合器能夠重合，而且其開斷特性具有雙時性的特點，熔斷器能夠在線路中出現不被允許的大電流時，由電流流過熔體或熔絲產生的熱量將熔體或熔絲熔斷，實現線路故障區段的隔離。通常熔斷器裝于配電變壓器的高壓側或線路末端及線路分支處。

3.2.3 基于FTU的繼電保護

FTU是裝設在各分斷開關上的饋線終端單元，一般是通過FTU采集故障前后的電流、電壓等重要信息，并通過通信通道將這些信息上傳到主站，主站對數據進行綜合分析，確定故障區并制定恢復供電策略， 最后通過遙控各開關隔離故障區并恢復對非故障區的供電。

4 未來配電網中的繼電保護

當前我國正在進行智能電網的建設，未來隨著智能配電網建設的推進，智能配電網的繼電保護系統必然將不再局限于本地局部的保護功能，而將借助于信息化、數字化技術的發展，向相互協調的廣域范圍內的功能綜合的保護系統發展。

參考文獻

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