配電自動化與繼電保護配合的配電網故障處理探究

冬大龍　王偉　張兆鑫　白佳龍　李楠

摘要：隨著社會經濟的發展以及科學技術的進步，配電網也逐漸地向智能化的方向發展，而且配電網的自動化就是智能電網中一個重要的組成部分，配電網自動化對于電資源的安全性、可靠性、以及電網的高效運行能夠起到不可替代的作用。但是在配電網的使用過程中肯定會有發生電力故障的時候，而對于電力故障的處理時，也是一種保護電網能夠安全、可靠運行的重要內容。現電資源已經是現代社會中人們離不開的一種電力資源了，隨著社會經濟的飛速發展，越來越多的電器在人們生活中的作用越來越大，但是這樣的生活方式也存在一定的弊端，但是從實際情況來分析，不論出現多種電力故障，均會給用戶在用電生活中帶來一定的影響。

關鍵詞：繼電保護;配電自動化;配電網;故障的處理

對于配電網自動化而言，其工作中最重要的部分就是對配電網故障的處理。對于配電網故障進行處理的時候，有的電力企業就采用了各種方法，例如用斷路器來作為饋線的開關，或者是用負荷開關來作為饋線的開關等，這些是經常被使用的方法，但是也存在很多的不足之處。在對故障進行處理的實踐中我們已經了解到，解決這些問題的根本是在于對配電網各個開關之間的保護與配電網自動化系統之間的協調與配合。本文中對配電網中的相關故障進行了一定的分析，并對故障的解決方法進行了一定的探討。

1配電自動化與繼電保護簡介

配電網的運行過程中，由于各種因素的存在，會出現一些不可預測的故障，然而隨著故障次數的增加，對電力設備的損傷也逐步增大，嚴重影響了供電的穩定性與安全性，成為電力系統發展最大的絆腳石，為了可以最大程度的避免故障對供電系統帶來的不利因素，現階段提出配電自動化與繼電保護相互配合的方式共同解決配電網的出現的各類故障。

1.1配電自動化概述

配電自動化即利用信息技術并且引進質量更優的先進設備，完成對配網的實時監測，可以保證隨時掌握各個系統以及電力設備每個元件的狀態，防微杜漸，在瀕臨故障時及時做出反應，避免故障段繼續工作。同時可以對工作數據進行收集，分析，擬定出更加合理，可靠的供電系統。

1.2繼電保護概述

配電系統能否正常運行，影響著電力系統的供電安全問題。繼電保護就是對電力系統中發生的故障或異常情況進行檢測，從而發出報警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施，使其避免不必要的損害或將損害將至最低。

2關于配電網故障的分析

在供電的系統中，配電網出現故障是經常發生的事情，并且配電網自動化核心的內容就是對故障進行處理。在對配電網出現的故障進行處理的時候，電力企業有的時候會采用斷路器來代替開關的這種方法，這樣做的主要目的就是希望故障發生的時候，距離故障點上游即故障點最近的斷路器能夠進行動作，然后把故障的電流切斷，這樣就可以避免整條線路都受到故障的影響。但是在現實中，并不如計劃中那么的完美，當故障真正發生的時候，經常會因為各級開關在保護配合方面發生的問題，導致多發跳閘或者是越級跳閘的現象，當出現這樣的情況的時候，就增加了對故障處理的難度，并且會為判斷事故是永久性還是瞬時性帶來大的困難。這樣的情況是大家都不愿意看到的，所以也有很多的企業為了能夠避免出現這樣的現象，就采用負荷開關來取代饋線開關的方式來解決問題，但是這樣的方法也是具有局限性的，盡管這樣的方法能夠解決判斷永久性、瞬時性故障的問題，但是存在只要一處發生故障就會有瞬間全部停電的風險，所以也是具有一定的局限性的，會為用戶用電帶來很多的不便。伴隨著饋線主干線路逐漸的絕緣化以及電纜化在比例方面的不斷增加，也就使得供電的主干線出現故障的機會減少了，但是用戶支線方面發生故障的頻率卻逐漸地增加了。由于這樣的原因，也就使得一部分供電的電力企業在用戶側配置上了一個有電流儲能跳閘與單相接地跳閘功能故障自動隔離的開關，這樣的方法，可有效地避免當用戶側發生故障的時候對全線路造成重要的影響，并且也可以確定出故障的相關責任分界點。

3配電網多級保護配合的基本原理

對于供電半徑較短的具有開環運行的城市配電線路或者是分段數較多的開環運行農村配電線路而言，當其線路發生故障的時候，且故障位置上游各個分段開關處的短路電流在水平上差異較小的時候，則無法針對不同的開關設置不同的電流定值，因此，智能配電網靠保護動作延長時間上的級差來

配合實現有選擇性的對故障的進行切除的行為。當供電的半徑相對較長的情況下，分段數比較少的開環運行，像農村中的配電線路，其出現故障的時候，并且出現故障的地方，其上游的各個分段開關處的相關短路電流在水平上具有明顯差異的情況下，要想在短時間內具有選擇性的把故障進行切除，就可以采用電流定值以及延時級差配合等的方式來完成。但是如果是城市中的，供電的半徑也較短且是屬于開環運行的線路，發生相關的線路故障的時候，并且故障上游的分段開關短路電流在水平方面的差異不大時，就不可以針對不同開關來設置不同電流定值的方法來處理故障了。

4配電自動化與繼電保護配合中存在的問題

配電自動化與繼電保護配合可以準確隔離故障區域、恢復非故障區域供電，但在實際應用中還存在著一定問題。

4.1繼電保護設備的老化

雖然電網在技術上已經有了很多創新，但實際配電網中存在大量的老式繼電器，無法保證其動作可靠性。老式繼電器由于設備老化，反應速度慢，難以滿足保護快速動作的要求。如果故障較為嚴重，有可能造成設備嚴重損壞，擴大故障范圍。

4.2配電自動化通信及終端不穩定

配電自動化終端在運行過程中頻繁出現上下線、離線、接線錯誤等問題。如果終端因各種原因不能正常在線，將影響終端設備的正常運行，甚至影響主站故障區間識別的能力。此外，在現行配電自動化系統運行過程中，光纖接線不穩定、無線信號差、光纖被挖斷、無線模塊損壞等問題均會導致終端與主站系統之間無法通信。

5繼電保護同配電自動化配合的配電網故障處理方式

5.1兩級級差的相互配合和保護工作人員選擇線路開關的時候，出線的開關，用戶所用的開關還有變電站支線所用的開關均為斷路器。對于主干線來說，它的開關應該為負荷開關，變壓設備出線斷路器可以啟動保護行為，其過程一般在200～250ms之間。用戶和支線的開關進行的保護延時動作耗時極低，可以看做0s。這種方式具備幾大優點：第一，用戶和支線部分出現故障時，會立刻進行跳閘動作，保證線路的運行不受到影響，也不會使總體線路停止供電。第二，配電網的運行過程中，開關不會再有上述越級跳閘或者多級跳閘的現象，是故障位置以及信息的判斷更加準確。這樣，在操作和分析上也更為簡單，提供了更多方便，很大程度上提高了故障處理的效率。第三，節約成本，電力企業以及相關部門無需投入大量資金，提高了企業的經濟收益。

5.2多級極差保護和電壓時間型饋線自動化的配合這項技術的最主要實踐方式就是用電壓時間型分段器以及對應的重合器進行配合使用，利用相應的指令做到隔離故障地區，確保其他地區可以正常供電，減少不必要的損失，以及提高用戶體驗性。只有將兩者相互配合起來，才能使這樣的問題得到有效的解決，缺少其一，就有可能會造成大規模的斷電情況。

5.3集中式故障處理方法的針對性較強。主干線線路類型有一定的區別，處理方法也會存在不同。舉例來說，如果主干線類型都是架空饋線，那么工作人員就需要按照下面的流程進行集中式的故障處理：首先，當饋線出現故障，處于配變出線位置的斷路器就需要進行自動跳閘操作，并且對因為故障而產生的電流進行隔斷。然后，在0.5s之后，變電站出線區域的斷路器開關就會自動重合。接著觀察重合情況，如果順利重合，那么故障類型為瞬時性故障。如果沒能重合，那么故障類型為永久性故障。收集的故障信息會直接傳輸到主站，主站對收到的信息進行分析，判定出故障區域和類型。

結語：

面對人們日益增漲的用電需求，相關企業更應該在如此壓力下，熟練掌握繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理方式，尤其是要合理配置各級繼電保護及配電終端動作時延參數，實現配電網故障檢測、故障定位、故障隔離和網絡重構自動化，以保證配電網能正常、穩定的運行，提高居民的生活水平。

參考文獻

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