配電自動化與繼電保護配合的配電網故障處理分析

張博 劉桂蘭

摘 ? 要：電力系統繼電保護裝置在系統實際運行期間，主要功能就是確保電力系統運行正常。在電力系統運行狀態下，繼電保護裝置能夠實時監控系統運行狀態，及時發現問題并采取必要的處理措施，以實現電力系統的正常運行。基于此，文章將配電網故障作為主要研究內容，重點闡述配電自動化與繼電保護配合下的故障處理措施，希望有所幫助。

關鍵詞：配電自動化 ?繼電保護 ?配電網故障 ?處理 ?分析

中圖分類號：TM76 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0062-02

伴隨信息技術水平的提升，為配電自動化的發展提供了必要保障。但需要注意的是，即便配電網故障處理技術有所提高，但在實施方面仍存在一定問題。部分供電企業會將斷路器作為饋線開關，以期在故障狀態下利用臨近斷路器跳閘方式將電流阻斷。然而，在故障實際發生的時候，線路開關保護會出現多級跳閘情況，無法對故障類型做出判斷。由此可見，深入研究并分析配電自動化與繼電保護配合的配電網故障處理具有一定的現實意義。

1 ?配電自動化與繼電保護闡釋

1.1 配電自動化定義

所謂的配電自動化就是一種全新信息管理系統，集中了控制技術、數據傳輸以及計算機技術，通過對現代化設備的運用，借助網絡對配網運行狀況進行監控，并對網絡的運行情況加以掌握，提前消除安全隱患[1]。在故障發生后，要隔離故障區域，以免對配電網其他部分產生影響。在配電自動化的應用下，可以對電網的狀態以及設備、開關進行必要管理，不斷優化配電方案可行性，提高配網供電可靠性能與安全性能。

1.2 繼電保護分析

在配電系統實際運行期間，會受諸多因素影響，故障發生率明顯提高，嚴重影響了電力系統安全性能。而有觸點繼電器可以對電力系統與電力設備加以保護，具有這種功能的保護裝置被稱為繼電保護。

而繼電保護發揮自身保障功能的基本原理就是，電流增加，使得電線路電路遠超出負荷電流，而電壓下降，在故障發生的時候，各點電壓會降低，與短路點臨近的電壓更低。另外，測量阻抗會有所改變，一般來講，測量阻抗是負荷阻抗，而在短路狀態下，則會轉變成線路阻抗。要想與繼電保護裝置功能需求相適應，還應確保其可靠性、選擇性達標。可靠性也是繼電保護的基本要求，必須嚴格監督并管理繼電保護措施，堅決不允許隨意誤動，避免出現危害[2]。而選擇性則是在系統故障狀態下，繼電保護會切除電力系統中的故障設備，若有拒動情況，則要求臨近設備與線路保護切除故障。

2 ?配電網多級保護分析

2.1 多級級差配合可行性

所謂的多級級差配合，主要指的就是分別設置變電站10kV出線開關、10kV饋線開關的保護動作，以實現保護目標。而為降低短路電流沖擊力，變電站電壓器的低壓側開關過流保護動作時間的最小數值是0.5s，而在此段時間內合理設置出多級級差保護延時配合方式。

現階段，饋線斷路器開關機械動作的時間在30～40ms之間，而熄弧的時間在10ms左右，另外，保護固定響應的時間是30ms。綜合考慮以上時間差，需將故障電流切斷時間設置在100ms之內[3]。將過流脫扣斷路器亦或是熔斷器設置在饋線開關中，由于勵磁涌流不大，所以要合理調整脫扣動作電流閾值，盡可能規避勵磁涌流，使得延時的時間不斷縮短。通過脫扣動作的運用，可以使故障的切除時間縮短，然而部分分支線仍需借助人工方式恢復，但會影響故障處理效果。而對于時間而言，變電站10kV出線開關保護動作的延時時間應控制在200～250ms之間，保證和變電站變壓器地測開關之間存在時差，進而達到兩級級差保護目標。

2.2 三級級差保護配合

在科技進步的背景下，為開關技術的發展提供了必要保障。特別是永磁操動機構與無觸點驅動技術的應用使得保護動作的時間明顯減少。一般情況下，永磁操動機構分閘的時間控制在10ms，而無觸點電子驅動分合閘合閘的時間則控制在1ms。通過對快速保護斷路器的應用，即可在30ms內將電流切除。若時間寬裕，即可將上一級的饋線開關的保護動作延時時間設置成100～150ms，而變電站10kV出線開關的保護動作延時時間被設置成100～150ms。除此之外，變電站變壓器低壓側的開關級差需要控制在200～250ms之間，這樣一來，即可滿足三級保護的目的。

3 ?多級級差保護與集中故障處理配合路徑

3.1 兩級級差集中故障的處理

若主干線是全架空饋線，處理的步驟如下：

（1）變電站斷路器跳閘，將故障電路切斷處理;

（2）于0.5秒延時以后，變電站出現斷路器會重合。在成功重合的情況下即可判斷成瞬時性故障，而重合不成功就是永久性故障;

（3）結合配電端上報數據信息，對故障區域做出判斷;

記錄瞬時性故障，如果是永久性故障，需將故障區域隔離，以保證其他區域的供電恢復正常狀態，并對故障詳細記錄。

如果主干線是全電纜饋線，那么處理的步驟則如下：

（1）饋線有故障判斷成永久性故障，要求變電站斷路器將故障電流切斷處理;

（2）主站參考上報故障信息內容，對故障區域進行判斷;

（3）對故障區域周邊開關進行遙控處理，保證故障區域被隔離，并對相對應變電站的斷路器開關合閘進行遙控，以保證此區域供電正常。

如果是分支部分亦或是用戶處有故障發生，具體的處理流程如下：

（1）分支斷路器亦或是用戶斷路器跳閘，并將故障電流切斷;

（2）如果支線是架空線路，如果快速重合閘控制處于開放狀態并在0.5秒延時以后重合，即可判斷成瞬時性故障，一旦重合不成功，應將其判斷成永久性的故障。

3.2 多級級差保護和電壓時間型饋線自動化配合處理

對多級級差保護和電壓時間型饋線自動化配合方式的應用，重要基礎就是重合器與電壓時間型分段器，在相互配合的情況下，實現故障區域的隔離目的，保證供電的有效恢復。一旦故障發生，僅利用電壓時間型饋線自動化技術，很容易誘發全線停電的情況，甚至還會出現斷路器跳閘的情況[6]。而此技術則是將重合器應用于變電站故障開關部位，并將延時時間控制在200-250毫秒。其中，電壓時間型分段器是主干饋線開關，而在分支亦或是用戶處則選擇斷路器，在出現故障以后，處理的方式同普通電壓時間型饋線技術，然而并不會影響線路，全線短路亦或是跳閘的情況并不會發生。

4 ?結語

綜上所述，在現代科學技術水平不斷提高的背景下，配電網智能化技術得到了廣泛應用，使得配電網運行更加安全可靠且穩定。長此以往，供電企業也能夠創造更為可觀的社會與經濟效益，使得人們的日常生活水平不斷提高。為此，必須要高度重視配電自動化與繼電保護配合下的配電網故障處理重要性，為配電網的正常運行奠定堅實基礎。

參考文獻

[1] 廖亦亮，袁佳圓，范海.繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理工作研究[J].科學與財富，2017（25）：54-54.

[2] 蔡靜雯，陳辰，鄭旭東，倪長松，張蕾.繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理[J].電子世界，2017（16）：194.

[3] 劉文浩.繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理措施分析[J].科技風，2017：172.