配電自動化與繼電保護配合的配網故障處理探討

汪逸帆

【摘 要】隨著現代經濟的迅猛發展和人民生活水平的日益提高，對電力的需求也越來越大，保障電網安全穩定運行至關重要。當配電網出現故障時，會嚴重影響電網的正常運行。配電自動化需要與繼電保護相互協調配合，以提升配電網故障處理的能力，保證配電網的安全運行。本文探討了配電網故障處理中配電自動化與繼電保護的配合問題，具有一定的指導意義。

【關鍵詞】配電 自動化 繼電保護 配合

1 引言

隨著人們對電力需求地提升，人們對供電可靠性的要求也越來越高。據統計，超過85%的故障停電是配電網故障造成的，隨著配電自動化系統的建設，采用自動化手段進行故障快速處理，對于提高供電可靠性已經發揮了重要作用。多級保護是配電網運行過程中的有效保護方式，通過配電自動化與繼電保護的相互配合與協調，保證在配電網發生故障時能夠快速有效的處理，降低故障對配電網運行的影響。

2 配電自動化與繼電保護配合的故障處理方式

配電網在應用多級保護后，選擇的級差為兩級，在進行兩級級差配置時，依據以下幾個方面的原則：采用負荷開關作為所有主干饋線的開關；采用斷路器作為用戶開關或分支開關以及變電站出線開關；設置斷路器延遲時間時，用戶或分支開關設置為0s，變電站出線開關設置為200～250ms。兩級級差配置完成后，處理故障時，采取集中式的策略，在處理主干線發生的故障時，如果全架空饋線為主干線，變電站出線開關會直接跳閘，將故障電流切斷，延時0.5s后，開關閉合，閉合成功時，故障判定為瞬時性，閉合失敗時，故障判定為永久性，依據收據的故障信息，主站對故障區域進行有效地判斷，并形成與故障相應的處理記錄；如果全電纜饋線為主干線，故障發生后，直接判定故障為永久性，變電站出線開關跳閘，將故障電流切斷，主站對故障區域進行判斷，并進行相應的處理。集中式故障處理策略在處理分支線路或用戶處的故障時，相應的開關作出跳閘的動作，將故障電流切斷，如果跳閘開關所帶的支線屬于架空線路，開關會迅速閉合，延時0.5s后，閉合成功則故障判定為瞬時性，閉合失敗故障則判定為永久性，如果跳閘開關所帶的支線屬于電纜線路，開關跳閘后，故障直接被判定為永久性。隨后主站通過相應的故障信息，判定故障區域，完成故障處理。

3 變電站出線斷路器瞬時速斷保護情況下饋線的繼電保護配合問題

當變電站出線斷路器采用延時速斷保護（即Ⅱ段）時，可以實現饋線分支斷路器與變電站出線斷路器兩級級差配合的過電流保護，做到分支線故障不影響主干線，甚至還可以實現次分支/用戶、分支、變電站出線開關三級級差配合的過電流保護，實現次分支/用戶故障不影響分支、分支線故障不影響主干線。但是有些情況下，變電站出線斷路器往往仍采用瞬時速斷保護（即I段），通常認為這種情況下饋線就不具備過電流保護配合的條件了。實際上，即使變電站出線斷路器配置瞬時速斷保護，饋線上仍有保護配合可能，因為由于I段電流定值需躲開涌流等原因，往往導致瞬時速斷保護并不保護饋線全長，而且配電網的故障高發于架空線路且以兩相相間短路故障為多。隨著配電網建設與改造的推進，主干線的絕緣化率一般較高，而分支線和用戶線仍以架空線為主且總長度較長，因此配電網上發生的相間短路故障大部分都發生在分支線和用戶線。

對于裝設了瞬時電流速斷保護的饋線，可以分為2個部分，上游部分發生相間短路故障時將引起變電站出線斷路器的瞬時電流速斷保護動作跳閘，不具備多級級差保護配合的條件；下游部分發生兩相相間短路故障時，將不引起變電站出線斷路器的瞬時電流速斷保護動作，但是具有延時的過電流保護會啟動，具備多級級差保護配合的條件。由于10kV饋線都從主變電站發出，一般情況下一條饋線的供電范圍大致呈扇形，越向下游分支越多，而離變電站較近的路徑多為電纜而沒有供出負荷。因此，對于裝設了瞬時電流速斷保護的饋線，其具備多級級差保護配合條件的區域恰好落于分支比較多的范圍，對于實施變電站出線斷路器—分支線斷路器—次分支/用戶斷路器的多級級差配合非常有利，往往可以使該饋線供出的大多數負荷受益，并且對于大部分相間短路故障有效。即使對于不具備多級級差保護配合條件的故障情形，在故障時發生了越級跳閘或多級跳閘現象，但是因為可以將保護動作信息上傳至配電自動化主站，主站仍然可以正確判斷出故障區域。若相應斷路器具備遙控條件，則主站可以通過遙控進行修正性控制，將故障區域正確隔離并恢復健全區域供電；若相應斷路器不具備遙控條件，則根據主站的故障定位結果可以派出人員迅速趕赴故障區域進行人工處理。

特別地，對于兩級繼電保護配合存在困難而故障后導致該兩級斷路器同時跳閘的情形，可對斷路器配置帶電后一次重合閘功能，且重合成功后暫時閉鎖I段而保留Ⅱ段電流保護。若“子”斷路器下游發生永久性故障后導致兩臺斷路器均跳閘，則“父”斷路器重合成功將電送到“子”斷路器并暫時閉鎖I段電流保護，“子”斷路器帶電后，重合失敗而將故障隔離，“父”斷路器因暫時閉鎖I段電流保護而不會跳閘，一段時間后“父”斷路器自動復歸再次具備I段電流保護和一次重合閘功能。

4 結語

配電網在運行的過程中，比較容易出現故障，影響電力系統的正常運行，通過繼電保護與配電自動化的相互配合，可提升配電網故障的處理能力，有效的解決配電網主干線或分支線上的故障，從而保證配電網的正常運行，提升整個電力系統運行的安全性，保證供電質量，充分的滿足人們的用電需求，實現電力企業的可持續發展。

參考文獻：

[1]王益民.實用型配電自動化技術[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]劉健，張小慶，張志華，等.繼電保護配合提高配電自動化故障處理性能[J].電力系統保護與控制，2015，43（22）：10-16.

[3]劉健，張小慶，趙樹仁，等.配電自動化故障處理性能主站注入測試法[J].電力系統自動化，2012，36（18）：67-71.