繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理分析

田洋

摘? 要：隨著現代化發展進程的加快，傳統的電力系統構成已經難以無法為生產生活提供穩定、優質的電力供應和配送，為有效解決這一問題，電力系統中必須要加強對繼電保護技術的應用，以充分借助于繼電保護裝置來對系統起到重要的保護作用，維持電力系統的可靠運轉。基于此，本文就繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理進行詳細探究。

關鍵詞：繼電保護;配電自動化;配合;配電網;故障處理

中圖分類號：TM76文獻標識碼：A

1 引言

配電網的故障比較復雜，當故障發生時，只有準確地檢測出故障的位置和原因，才能采取應對措施。隨著電力企業的不斷發展，自動控制技術在配電網故障診斷中得到了廣泛的應用，實現了故障診斷的優化。自控技術與繼電保護相結合，實現了故障處理的實時化，提高了處理效率，保證了電力系統的穩定可靠運行。

2 概述

2.1 繼電保護

繼電保護技術是一套完整的保護體系，主要由故障分析、信息采集、信息存儲保護控制及運保維護等技術組成，其中繼電保護裝置是完成該保護功能的核心，它能準確反應除電力系統中電氣元件的故障，或者不正常工作狀態，并可以動作于斷路器跳閘或發出報警信號的裝置。變配電系統作為電能的轉換及電能的分配環節，其在電力系統中占有十分重要的地位，因此配電系統能否安全、可靠的進行電能轉換及分配，對整個電力系統來講是“最后一厘米”的關鍵環節，它可以準確地檢測出故障信息，及時地發出報警信號或切斷故障線路，早發現，早切斷故障回路，縮小供電故障范圍，保證無故障的部分繼續運行，不至于事故擴大化，給生產和生活造成更大的損失。

2.2 配電自動化

配電網自動化是指配電網為實現技術改造配備了自動控制設備，利用通信網監控配電網，及時了解配電網的運行狀況，以及時排除可能發生的故障，促進配電網的健康發展。另外，配電網的故障可自動隔離，以確保正常區域不受電源影響。可根據當地實際情況，實施自動控制方案，在完善相關監控方案的基礎上，可獲取電網運行狀態、設備、負荷等方面的綜合數據，以改進電網的管理。

2.3 配電網多級保護的原理和操作可行性

對于供電半徑長、分段少的配電線路，在線路發生故障時，故障上方位分段開關短路電流會出現較大差異。對于這種差異明顯的電流可采取三級保護方式，根據實際情況有選擇的切斷故障。對于供電半徑較短的開環城市配電段線路或農村配電段線路，在出現故障時故障位置上游各個分段開關的電流不會出現明顯差異，想重新設置電流數值也較困難，這時可依靠保護動作的延遲時間差來切除故障。多級級差的配合是指通過對變電站出線開關和饋線開關分別設置保護動作來實現對配電網的保護。為能更好減少斷路電流對配電網正常運行的沖擊，需將變電站變壓器低壓側開關過流保護時間設定為0.5s。

3 繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理方式

3.1 兩級極差保護配置故障處理

為了迅速找到故障點，減少維修時間，最好采用兩級極差保護配置，以提高維修效果，減少不必要的資源和資金浪費。當配置二級范圍保護裝置時，應做好下列任務：（1）使用合適的線路開關，其中斷路器開關為用戶開關，負荷開關為主導開關。（2）設定防護動作延遲時間。變電站出口斷路器開關的保護時間一般為200～250毫秒。通過這種方式：（1）能夠快速發現故障點，節省維修時間，提高處理效果;（2）避免跳閘。舉例來說，分支電路會出現故障，因為斷路器裝有多層范圍保護。通過兩級極差保護配置，故障源可以立即斷開，避免故障涉及其他電路部件。此外，在主干道上選用負荷開關還可以節約資源，，因為使用斷路器需要投入的成本更高。

3.2 多級級差保護和電壓時間型饋線自動化故障處理

電壓時間型饋線自動化是一種重合器和電壓時間型分段器互相配合的故障隔離技術。電壓時間型饋線自動化操作使用唯一的不足點是，盡管分支線路故障有時也會使變電站出線斷路器跳閘故障，在跳閘故障后還會后續導致全線或暫時性的停電問題，而將兩級級差保護和電壓時間型饋線自動化控制結合在一起能解決全線或短暫停電問題，具體措施如下：變電站出線開關一般選擇重合器，并在重合器上設置200ms到250ms的延時性保護動作;主干饋線開關應用電壓時間型分段器進行設置;用戶開關和分支開關采用斷路器，同時還需額外配置0s保護動作延時時間和一次快速重合閘。在采取以上配置操作后，在主干線出現故障時會按照常規電壓時間型饋線自動化處理步驟來處理故障。在分支和用戶故障發生后，對應的分支或用戶斷路器會在第一時間出現短暫的跳閘，在0.5s之后會重合。如果是永久性故障會再次跳開關閉鎖并保持在分閘的狀態。

3.3 開關配置故障處理

在繼電保護與配電自動化進行協同工作的狀態下，應針對出口區域的斷路器應用雙重保護的策略。在這一流程中，首層保護應針對近端故障現象進行操作，基礎時間限制需保持在0S，而二層保護需與配電變壓裝置進行共同操作，操作時間限制保持在0.5S，并通過FTU進行配置操作。分支開關應加裝電流Ⅱ保護措施，并與出口區域的Ⅱ保護進行協同操作。通過配置重合閘的方式，達到無電壓無電流的分閘效果。針對用戶分界開關的時間配置應為0.1S，并定時限制電流進行速斷保障。

3.4 運用自動化聯防控制

人力巡檢已經不能滿足時代發展的要求，需要引入信息化技術來加強對供電線路的維護管理和狀態檢測。目前自動化聯防控制技術能夠有效地完成狀態檢測和故障檢測。比如當供電線路出現局部故障時，通過聯防技術能夠將故障線路的各種電力參數反饋給相關處理單元，通過對這些參數的計算和分析來判斷電網線路是否運行在一個穩定的狀態區間。這種信號的反饋主要是通過饋線來反饋完成的。在發現故障時可以及時啟動繼電保護系統以及繼電器等設備，將故障從正常線路中隔離開來，減少故障的進一步影響。

4 繼電保護與配電自動化配合發展

隨著科技的進步和電力工業的發展，配電自動化在社會生產、生活中的作用日益突出，配電網絡自動化系統是一大類復雜的綜合系統，這些設備和子系統眾多，許多技術已經成熟和完善。集成、智能化、一體化是未來的發展趨勢，能夠完全共享和執行各種應用程序，使用戶的利益最大化。為了減少施工和維修費用，提高供電可靠性，國內專家提出了基于神經網絡的壓力響應控制策略，以保證合格電壓，克服盲目調整的缺點，減少故障和檢修的可能性，配線載波通信技術和用戶用電技術在配電自動化新技術方面都有突破。經過 20 多年的發展，微機保護技術積累了豐富的經驗，取得了良好的經濟效益。繼電保護系統安全穩定運行，越來越多的計算機技術應用于繼電保護系統，推動了繼電保護向網絡化和智能化方向發展。

5 結束語

總而言之，在社會經濟的快速發展下，電力資源在人們生活中的作用日益凸顯出來，由此熱也對繼電保護能力提出了更高的要求，繼電保護工能夠為配電自動化的實現和發展做出重要的貢獻，有效提升電力系統故障的處理效率，減少電力系統運行維護成本。相應在智能電網的深入發展下，繼電保護和配電自動化的緊密程度也會不斷增加，電力系統的故障處理速率也會大幅度的提升，電力事業也會朝著更長遠的方向發展。

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