繼電保護在配電自動化故障處理中的應用

謝國印

（國網福建省電力有限公司泉州供電公司，福建 泉州 362000）

繼電保護系統的作用就是在電力系統發生問題時，馬上將有問題的線路或設備進行斷電隔離處理，防止故障設備影響其他電力系統的正常運行。及時可靠地隔離故障設備，能夠確保非故障設備能夠正常運行。在電力系統中，對配電自動化故障的處理存在一定的復雜性和專業性。只有檢測出問題，才能根據該問題提出解決方法，從而保證整個電網的正常運行。

1 繼電保護和配電自動化的概述

繼電保護是電力系統的重要組成部分，借助繼電保護裝置能夠有避免正常電力設備在運行的過程中受到傷害。在日常生活中，整個電網可能會遇到各種各樣的應急問題，造成暫時性的停電。如果故障比較嚴重，會對整個電網都產生不良影響，出現火災等問題，在嚴重的情況下會造成相關電力工作人員觸電的情況，嚴重威脅到生命安全。在這樣的情況下，繼電保護裝置就要馬上做出應急反應，將設備故障點進行快速阻斷，切斷和正常設備的電力連線，避免正常設備的電壓等指標出現不穩定的情況，而導致整條配電網都陷入癱瘓的狀態，影響人民群眾的生活以及用電客戶的生產效益。

配電自動化主要是借助性能強大的設備以及先進的技術來對整個配電網進行有效監測，了解配電網中每一個電力運行指標，防止電力系統事故的發生。一旦電力系統出現故障，配電自動化在不需要人工干預的情況下就能夠自動將故障設備進行隔離、修復，快速排除不利因素，分析主線路或者支線路的故障問題，在不耽誤其他設備正常運行的情況下有效提高配電網運行的可靠行，提高整個電力系統的效益。除此之外，配電自動化還能夠自動將故障部分和其他正常運行的電力系統進行有效的分離，保證非故障部分正常工作，進而提高整個電力系統的安全性和穩定性[1]。

2 繼電保護配合配電自動化存在的問題

2.1 技術應用效率較低

國外的很多城市在研究配電自動化時，將配電自動化和繼電保護聯系在一起，組成一個有機的統一系統進行配置，從而能夠將繼電保護配合配電自動化下的配電故障處理技術應用率控制在70%以上。但是，我們國家的繼電保護和配電自動化串聯度非常低，二者使用的空間也不夠寬泛，這種狀況在一定程度上導致我國的繼電保護和配電自動化串聯度僅不到20%，雖然，我國也做了大量的實驗研究，但是在實際應用中還是存在很多不足之處，一些科研成果也沒有發揮出應有的價值。由此得出，對于我國的繼電保護和配電自動化仍然要做出更好的考量、發展。

2.2 設備相對比較落后

我們國家的配電管理部門逐步開始重視繼電保護和配電自動化之間的融合度，并且在二者結合起來解決問題方面取得了不小的成果，但是，在配電網的設備和技術方面還是存在不少問題的。從我們國家配電網的實際情況來看，我們國家的大部分電力單位沒有重視配電網中的變電設備以及輸電設備的更新換代，對于一些設備比較陳舊、老化的現象沒有及時進行解決，技術上面也得不到進一步更新，就導致配電自動化系統和繼電保護系統做不到真正有效的配合，從而阻礙了配電系統處理故障時的工作效率以及工作質量，比較不利于我們國家配電系統的穩定發展。另外，配電系統中主線路和饋電線路的不匹配，質量不過關，設備老舊沒有更新等，在某些方面都影響了配電網工作的正常開展。

2.3 相關人員的專業素質不高

配電自動化和繼電保護是一個比較新的技術工作，所以就需要相關工作人員的專業素養較高一些，能夠充分意識到繼電保護系統和配電自動化系統對于解決配電網的一些嚴重故障的重要意義。但是，在實際工作中，部分工作人員思想上沒有足夠重視，專業素養較低，相關培訓也不足，如果相關電力設備的技術提升后，相關的電力工作人員不能及時提高自身的專業素養，就會影響設備的使用[2]。因此，人員素質較低的狀況在一定程度上也會限制了配電系統中新技術的應用。

2.4 制度不完善

我們國家電力單位在配電自動化和繼電保護系統配合方面沒有形成一定的制度體系，存在管理方面不足的問題，同樣這也是制約技術發展比較重要的原因之一。由于沒有制定完善的制度，就會導致研究人員在進行配電自動化和繼電保護系統相互配合的過程中缺少一定的支撐體系，研究目的也不明確，具體的相關操作事宜、對于相關設備的維護流程也都存在不足的地方，相關電力工作人員在進行電力工作時也沒有按照一個明確的規章制度去遵守。如果各個工作不能按照一個正確的規章制度去嚴格執行，相關人員就在日常工作中就容易犯錯，因此對配電自動化和繼電電保護系統相配合的工作也造成了一定的困難。

3 繼電保護配合配電自動化的解決對策分析

3.1 繼電保護配合配電自動化問題解決的研究

為了更好地促進繼電保護和配電自動化的結合，提高系統故障解決的速度，提高工作效率，首先就要對配電自動化和繼電保護系統二者的融合度進行研究。

繼電保護系統中最重要的一個功能就是對已經發生或者要發生還沒發生的危險電源點進行阻絕隔斷，防止其他正常工作的電源點受到威脅，這是一種比較簡單的工作處理。如果電源存在問題，能夠馬上分析出是哪一塊區域的電源存在問題，進行分析和判斷，準確地找出存在的問題，然后再借助相應的技術設施進行解決。在事故發生前，能夠及時地將事故扼殺在萌芽狀態，從而保證整個電力設備可以正常地進行電力輸出。

繼電保護系統和配電自動化系統在處理故障問題過程中有所差異，但是他們的工作都有一個共同的目標，保證整個配電網的運行效率，更好地解決配電網發生的所有電力問題。有效地將配電系統和配電自動化系統進行融合，使整個配電系統的一直保持動態的平衡與穩定，減少一些連帶故障的發生頻率。根據目前的狀態來看，將配電自動化系統和繼電保護系統二者有機結合起來是一項具有可行性的研究。

3.2 繼電保護和配電自動化故障處理性能的研究

3.2.1 處理分支線路的問題

假設電力故障出現在分支線路以及用戶端，首先要了解電力的故障類型；假設是在架空的電路上，在分線路或者用戶端就會存在跳閘的可能，那么電流輸送就被被截斷，過一段時間后，斷路器重新再合上去，這種故障就屬于短暫性的配電故障；如果沒有方法將閘重新推上去，那么這就是永久久性配電故障。配電系統在通常狀況下會把這個斷路器作為一個反饋電源的開關，如存在電力問題存在，那么在最近位置的電路斷路器就會切斷發生故障的電流，從而隔絕其他部分的電流與之接觸，防止發生連帶故障的現象[3]。繼電保護的相關裝置能夠有效地避免電力設備以及電力零部件遭到破壞，非常有效地隔絕相關電力設備和配電網。如果只依靠電力維修的工作人員逐一排查問題電路和非問題電路，會費時費力，甚至有可能因為排除故障時間太長，導致故障范圍的擴大。

下面這幅圖就是繼電保護以及配電自動化的各個線路的處理情況，如圖1所示。

圖1 供電綜合電動化線路圖

供電綜合電動化的線路比較復雜，如果中間有一個線路出現故障問題，就會造成整個供電綜合電動化的線路短路。所以，供電綜合自動化系統的完善，能夠幫助維修人員第一時間發現故障問題，從而進一步解決故障問題，相關檢修人員必須具備一定的全局意識，完善供電綜合自動化系統，在不同的事故階段使用不同的檢修技術，制定出科學、合理的方案，使用更有效的監控體系，進一步滿足智能電網的規劃需求。配電自動化系統在運行的過程中，很容易受到外界的影響，時而形成比較故障性的問題，導致系統的運行效率很難得到充分保證，這會給電力企業的安全供電、穩定供電目標的實現帶來很大的消極影響。配電系統保護措施的科學使用，能夠有效地降低電力系統、電力設備等發生故障的概率，從而達到電流、電路的作用。

3.2.2 處理主干線的問題

如果故障是發生在主線路上，配電自動化就要先對故障進行仔細的分析和判斷。一旦斷路器發生自動跳閘的情況，在截斷問題電源后，也要等一段時間，使它重新閉合后，電源線路又恢復正常工作狀態。但是，如果一直處于跳閘的狀況，那么也屬于長期性配電問題。在出現電力問題的時候，繼電保護的裝置會馬上截斷其他電力設備擺脫整個配電網的控制，防止正常電源受到迫害。出現短暫的電力問題后，電力維修的工作人員要及時做好電源異常信息的記錄；出現長期性的電源問題后，電源的饋線末端會直接把這些問題信息發送到電力基站中，電力系統會自動篩選這些問題數據，更新一次，有效地保證數據的更新度，同時還要將這些問題信息發送到電力維修工作人員的手機上，使電力維修的工作人員進行認真排查，從而通過手機遠程操作來解決存在的電力問題，最終恢復正常運作的電力狀況。

3.2.3 弱電保護配合自動化的實際使用

根據配電系統存在的問題，在弱電保護使用過程中，主動連接繼電保護以及配電自動化，從而進行有效的電力輸送。加強配電網的正常運行，基于配電網的問題，運用合理、科學的繼電保護準則，提高非電源線路的工作效率。將問題電源進行阻絕，保證整個配電系統的實際工作使用效率。在對配電系統進行整體檢修的時候，通過利用先進的技術手段、更新的設備等進行一系列的智能化操作，從而減輕電力維修工作人員的工作壓力和工作強度?；谂潆娮詣踊氖褂貌襟E，及時做好問題區間的隔離檢測工作，從而達到維修的至高點。一旦步驟開始行動后，就要進行非常準確的GPS定位，更好地保證隔離區、斷電區的電力電源，對于技術水平的操作度要嚴格監控，按照相應的施工要素進行生產工作，減少檢修的時間。同時做好多種結果的聯系工作，盡可能地減少人力、物力、財力資源，加速配電網的快速恢復效果。根據電網維修的最大操作效益，提高整個配電網的運轉的整體性能，提高安全用電意識，最終導致電力產業的經濟效益增加，從而保證我們國家的電力行業能夠可持續的穩定發展。

3.2.4 分布式電源介入的結果

如果饋線電源沒有裝設瞬時電流速斷保護，那么不同級別的保護配合也很密切，利用電源基站的主線開關或者分線的開關來通過過電流保護動作的時限配合。如果在電源饋線中存在一定的電源問題，分布式電源帶來的助力電流就會幫助過電流保護提升它的敏捷度，對于保護動作是比較好的。假設分布式電源接到該饋線中，分布式電源下游的開關的過電流保護裝置，雖然有利于破壞性，一旦分布式電源在下方存在問題，上方的開關在經流的短路電流相比較之前會有所降低，由于過電流保護的靈敏度高一些以及分布式電源的容量比較小，通常不會導致分布式電源上游開關的過電流保護拒動，也不會破壞配合關系。如圖2所示，分布式電源的介入對于整個配電自動化系統的影響。

如果電源饋線裝設瞬時電流速斷保護，分布式電源可以從電源母線上的臨近饋線進入。在這個過程中存在電源問題，分布式電源自身帶有的助力電流會加大電源基站的瞬時電流速斷保護的使用面積，根據存在的動作區域，從而計算出分布式電源下游部分的電源電力，從而增加跳級式跳閘的風險。但是，假設分布式電源直接接到電源饋線中，那么就不會產生任何影響。當分布式電源在下方位置存在問題時，就會減小經流電源基站的出線開關帶有的電路電流，同時縮小瞬時電力速斷保護的范圍。另外，無論配電系統是否安裝了瞬時電流速斷保護的電源饋線，饋線上連接的分布式電源自身帶有的短路電流在發生加大電流的情況下，反向電流也有可能讓分支開關存在誤動的狀況，從而損害了層級保護的關系。所以，一定要做好配置方向的元件。如果分布式電源所帶有的短路電流水平不高，這方面的影響問題不大。對于下游接有分布式電源的開關，其自動重合閘的延時時間應該要大于2 s。

4 結語

總的來說，要想保證電力運行的正常、安全、持續，就要不斷地對相關的電力技術人員增加相應的電力保護能力，提高配電系統中的故障處理性能。通過有效的自動化處理，及時調整電力行業的發展水平，做好推進處理工作。繼電保護配合配電自動化相結合的形式也能夠為整個電力系統提供比較便利的條件。對此，相關電力工作人員要不斷強化實踐技能，提高維修的能力，促進電力自動化的發展，進一步促進電力行業的全面發展、繁榮。

圖2 分布式裝置