繼電保護與配電自動化配合的配網故障處理

張小龍 國網福建省電力公司沙縣供電公司

隨著科技的進步，配網自動化越來越受到供電企業的重視。配網自動化改變了配網的傳統運營模式，提高配網倒閘操作、事故異常處理的效率，從而提高供電可靠性和供電服務質量。同樣，配網繼電保護可以快速切除故障設備，對配網線路的安全運行起著非常重要的作用。在處理配網故障時，將配電自動化和繼電保護進行有效的結合，能夠在對配電網故障的解決和排除工作上大大提升效率和質量，確保電力系統的安全穩定運行。如何在配網自動化系統中，選擇合適的繼電保護整定方案，當電網發生故障或異常時，能最小范圍的定位到故障點受到電力企業的重點關注。

一、配網故障概述

相對于高電壓等級電網，配電網故障頻率高，而且，配網故障一般都會影響電力用戶的正常供電。常見配網故障主要有短路故障、失地或斷線故障，本文主要討論短路故障。為了防止因為突發配電網故障對于整個電力系統造成的更嚴重的破壞，需要盡快進行故障隔離。當配電網發生短路時，相應斷路器就會立即跳閘，快速切除故障，保證電力系統的安全。但是，由于配網保護整定受主網定值邊界的限制，配網線路的極差一般設置不超過3級。在斷路器切除配網故障的過程中，越級跳閘和多個開關同時跳閘常有發生，在一定程度上影響到了故障點判定的準確性。

二、配電自動化系統

配電自動化系統是通過通訊設備把自動化終端采集到的配電開關的電流、電壓及開關狀態等信息上傳到配電主站，實現配網運行監視和控制的自動化系統，具備配電網運行監控、故障處理、應用分析等功能。配電自動化系統主要由主站系統、通信網絡和終端設備組成。

隨著科技和社會的發展，供電企業已經認識到配網自動化的重要性，將全面開展配電自動化建設，提高配電自動化整體覆蓋率作為公司目標。傳統的一次設備和二次設備結構匹配度低，存在智能化改造難、壽命不對等、運維模式差異大等問題，一二次融合設備可以解決以上問題，受到供電企業的青睞。一二次融合設備的一次設備與自動化終端采用成套化設計，開關內部集成了配電終端、傳感器、電能量采集模塊等，具有高精度、速動性好的優點，采用標準化接口和一體化設計，配電終端具備可互換性，便于現場運維檢修。

三、基于配網自動化系統的繼電保護整定

（一）配網保護的配置

為了更好地將配網保護與配網自動化結合，應首先做好配網工程的規劃建設。如果配網項目方案不合理，將無法充分發揮設備的作用，造成資源的浪費。架空線路根據線路長度及負荷分布合理配置帶保護的一二次融合成套開關。長度小于2公里的架空骨干不配置帶保護的分段斷路器，2-8公里宜配置一個帶保護的分段斷路器，8-15公里宜配置兩個帶保護的分段斷路器。15公里以上線路應安排改造，改造前可配置三個帶保護的分段斷路器。在滿足配電網保護級數不多于三級的前提下，大支線可按上述原則配置若干帶保護的分段斷路器。專變用戶、小電源接入點裝設分界斷路器并配置保護。

（二）配網保護定值整定原則

根據配網運行經驗，配網保護極差不得少于0.2秒。受上級電網邊界的限制，一條10kV饋線的保護投入數目也同樣受到限制，有些向偏遠山區供電的長線路可能也只能設置一級保護，而這些向偏遠山區供電的長線路設置多級保護的需求一般高于其他線路，因為向偏遠山區供電的長線路的線路走廊一般比較差，巡線難度大。為了解決以上問題，可以采取以下措施：

（1）在上級35kV主變的后備保護中設置有別于常規后備保護的過流保護，我們稱之為特殊段后備保護，其與35kV電源進線線路的電流Ⅲ段反配合，與10kV饋線電流Ⅰ段配合。在這基礎上，常規段后備保護時限就可以適當延長，進而延長10kV饋線的過流保護時限。

（2）開展全線過流告警定值整定。除保護投跳閘外，要求10kV全線路斷路器過流告警功能均投入，確保全研判功能實現最小故障范圍隔離，相關告警值可參照以下指導值整定：投入過流Ⅱ段，其定值大小應與最近上一級投跳閘的過流保護最末段定值一致，時間0s，投告警。

四、繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理

農村配網自動化系統處理故障的主要原則為分級保護自動化與故障監測相結合。分級保護自動化實現保護與自動化一體化，主要采用一二次成套或融合設備，故障優先由繼電保護就近切除，主站系統在保護動作后再進行接管，主要完成故障點隔離，分析轉電路徑，開展失電負荷轉移。故障監測是指配電自動化主站通收集故障指示器翻牌動作信息，結合配電網架實時拓撲結構，進行故障定位，指導現場班組完成故障隔離和非故障區域的轉電。當配網故障發生后，首先由故障點就近投入保護的開關第一時間進行故障切除，故障切除后，主站系統可以通過各類遙測、遙信進行進一步的故障點研判，通過遠方遙控迅速將故障點隔離至最小范圍，對非故障區域轉移供電，把故障的影響用戶數降到最低。配網運維人員到達現場后，再根據自動化系統主站信息在較小范圍內進行故障查找和處理，提高故障處理的效率和質量。

五、結束語

在配電系統的運行過程中，由于天氣、外力、線路走廊、設備質量等各種因素的綜合影響，時常會發生故障，影響著電力系統的供電可靠性。配網繼電保護整定工作因受主網定值邊界限制，很多情況需要犧牲選擇性去保證靈敏性和快速性，我們可以借助配網自動化系統彌補這一缺憾，幫助我們實現故障點的進一步研判。處理配網故障時，注意將配電自動化與繼電保護相結合，能夠提高故障處理效率，從而有效確保配電系統運行的安全性，提升供電服務質量。