配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)配合的配電網(wǎng)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(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，配電網(wǎng)也逐漸地向智能化的方向發(fā)展，而且配電網(wǎng)的自動(dòng)化就是智能電網(wǎng)中一個(gè)重要的組成部分，配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)于電資源的安全性、可靠性、以及電網(wǎng)的高效運(yùn)行能夠起到不可替代的作用。但是在配電網(wǎng)的使用過(guò)程中肯定會(huì)有發(fā)生電力故障的時(shí)候，而對(duì)于電力故障的處理時(shí)，也是一種保護(hù)電網(wǎng)能夠安全、可靠運(yùn)行的重要內(nèi)容?，F(xiàn)電資源已經(jīng)是現(xiàn)代社會(huì)中人們離不開(kāi)的一種電力資源了，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的電器在人們生活中的作用越來(lái)越大，但是這樣的生活方式也存在一定的弊端，但是從實(shí)際情況來(lái)分析，不論出現(xiàn)多種電力故障，均會(huì)給用戶在用電生活中帶來(lái)一定的影響。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);配電自動(dòng)化;配電網(wǎng);故障的處理

對(duì)于配電網(wǎng)自動(dòng)化而言，其工作中最重要的部分就是對(duì)配電網(wǎng)故障的處理。對(duì)于配電網(wǎng)故障進(jìn)行處理的時(shí)候，有的電力企業(yè)就采用了各種方法，例如用斷路器來(lái)作為饋線的開(kāi)關(guān)，或者是用負(fù)荷開(kāi)關(guān)來(lái)作為饋線的開(kāi)關(guān)等，這些是經(jīng)常被使用的方法，但是也存在很多的不足之處。在對(duì)故障進(jìn)行處理的實(shí)踐中我們已經(jīng)了解到，解決這些問(wèn)題的根本是在于對(duì)配電網(wǎng)各個(gè)開(kāi)關(guān)之間的保護(hù)與配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)與配合。本文中對(duì)配電網(wǎng)中的相關(guān)故障進(jìn)行了一定的分析，并對(duì)故障的解決方法進(jìn)行了一定的探討。

1配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)簡(jiǎn)介

配電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，由于各種因素的存在，會(huì)出現(xiàn)一些不可預(yù)測(cè)的故障，然而隨著故障次數(shù)的增加，對(duì)電力設(shè)備的損傷也逐步增大，嚴(yán)重影響了供電的穩(wěn)定性與安全性，成為電力系統(tǒng)發(fā)展最大的絆腳石，為了可以最大程度的避免故障對(duì)供電系統(tǒng)帶來(lái)的不利因素，現(xiàn)階段提出配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)相互配合的方式共同解決配電網(wǎng)的出現(xiàn)的各類(lèi)故障。

1.1配電自動(dòng)化概述

配電自動(dòng)化即利用信息技術(shù)并且引進(jìn)質(zhì)量更優(yōu)的先進(jìn)設(shè)備，完成對(duì)配網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以保證隨時(shí)掌握各個(gè)系統(tǒng)以及電力設(shè)備每個(gè)元件的狀態(tài)，防微杜漸，在瀕臨故障時(shí)及時(shí)做出反應(yīng)，避免故障段繼續(xù)工作。同時(shí)可以對(duì)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，分析，擬定出更加合理，可靠的供電系統(tǒng)。

1.2繼電保護(hù)概述

配電系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，影響著電力系統(tǒng)的供電安全問(wèn)題。繼電保護(hù)就是對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測(cè)，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，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?qū)p害將至最低。

2關(guān)于配電網(wǎng)故障的分析

在供電的系統(tǒng)中，配電網(wǎng)出現(xiàn)故障是經(jīng)常發(fā)生的事情，并且配電網(wǎng)自動(dòng)化核心的內(nèi)容就是對(duì)故障進(jìn)行處理。在對(duì)配電網(wǎng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行處理的時(shí)候，電力企業(yè)有的時(shí)候會(huì)采用斷路器來(lái)代替開(kāi)關(guān)的這種方法，這樣做的主要目的就是希望故障發(fā)生的時(shí)候，距離故障點(diǎn)上游即故障點(diǎn)最近的斷路器能夠進(jìn)行動(dòng)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(xiàn)實(shí)中，并不如計(jì)劃中那么的完美，當(dāng)故障真正發(fā)生的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦骷?jí)開(kāi)關(guān)在保護(hù)配合方面發(fā)生的問(wèn)題，導(dǎo)致多發(fā)跳閘或者是越級(jí)跳閘的現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)這樣的情況的時(shí)候，就增加了對(duì)故障處理的難度，并且會(huì)為判斷事故是永久性還是瞬時(shí)性帶來(lái)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(yè)為了能夠避免出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，就采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)來(lái)取代饋線開(kāi)關(guān)的方式來(lái)解決問(wèn)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(shí)性故障的問(wèn)題，但是存在只要一處發(fā)生故障就會(huì)有瞬間全部停電的風(fēng)險(xiǎn)，所以也是具有一定的局限性的，會(huì)為用戶用電帶來(lái)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(xiàn)故障的機(jī)會(huì)減少了，但是用戶支線方面發(fā)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(yè)在用戶側(cè)配置上了一個(gè)有電流儲(chǔ)能跳閘與單相接地跳閘功能故障自動(dòng)隔離的開(kāi)關(guān)，這樣的方法，可有效地避免當(dāng)用戶側(cè)發(fā)生故障的時(shí)候?qū)θ€路造成重要的影響，并且也可以確定出故障的相關(guān)責(zé)任分界點(diǎn)。

3配電網(wǎng)多級(jí)保護(hù)配合的基本原理

對(duì)于供電半徑較短的具有開(kāi)環(huán)運(yùn)行的城市配電線路或者是分段數(shù)較多的開(kāi)環(huán)運(yùn)行農(nóng)村配電線路而言，當(dāng)其線路發(fā)生故障的時(shí)候，且故障位置上游各個(gè)分段開(kāi)關(guān)處的短路電流在水平上差異較小的時(shí)候，則無(wú)法針對(duì)不同的開(kāi)關(guān)設(shè)置不同的電流定值，因此，智能配電網(wǎng)靠保護(hù)動(dòng)作延長(zhǎng)時(shí)間上的級(jí)差來(lái)

配合實(shí)現(xiàn)有選擇性的對(duì)故障的進(jìn)行切除的行為。當(dāng)供電的半徑相對(duì)較長(zhǎng)的情況下，分段數(shù)比較少的開(kāi)環(huán)運(yùn)行，像農(nóng)村中的配電線路，其出現(xiàn)故障的時(shí)候，并且出現(xiàn)故障的地方，其上游的各個(gè)分段開(kāi)關(guān)處的相關(guān)短路電流在水平上具有明顯差異的情況下，要想在短時(shí)間內(nèi)具有選擇性的把故障進(jìn)行切除，就可以采用電流定值以及延時(shí)級(jí)差配合等的方式來(lái)完成。但是如果是城市中的，供電的半徑也較短且是屬于開(kāi)環(huán)運(yùn)行的線路，發(fā)生相關(guān)的線路故障的時(shí)候，并且故障上游的分段開(kāi)關(guān)短路電流在水平方面的差異不大時(shí)，就不可以針對(duì)不同開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)置不同電流定值的方法來(lái)處理故障了。

4配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)配合中存在的問(wèn)題

配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)配合可以準(zhǔn)確隔離故障區(qū)域、恢復(fù)非故障區(qū)域供電，但在實(shí)際應(yīng)用中還存在著一定問(wèn)題。

4.1繼電保護(hù)設(shè)備的老化

雖然電網(wǎng)在技術(shù)上已經(jīng)有了很多創(chuàng)新，但實(shí)際配電網(wǎng)中存在大量的老式繼電器，無(wú)法保證其動(dòng)作可靠性。老式繼電器由于設(shè)備老化，反應(yīng)速度慢，難以滿足保護(hù)快速動(dòng)作的要求。如果故障較為嚴(yán)重，有可能造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，擴(kuò)大故障范圍。

4.2配電自動(dòng)化通信及終端不穩(wěn)定

配電自動(dòng)化終端在運(yùn)行過(guò)程中頻繁出現(xiàn)上下線、離線、接線錯(cuò)誤等問(wèn)題。如果終端因各種原因不能正常在線，將影響終端設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至影響主站故障區(qū)間識(shí)別的能力。此外，在現(xiàn)行配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，光纖接線不穩(wěn)定、無(wú)線信號(hào)差、光纖被挖斷、無(wú)線模塊損壞等問(wèn)題均會(huì)導(dǎo)致終端與主站系統(tǒng)之間無(wú)法通信。

5繼電保護(hù)同配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理方式

5.1兩級(jí)級(jí)差的相互配合和保護(hù)工作人員選擇線路開(kāi)關(guān)的時(shí)候，出線的開(kāi)關(guān)，用戶所用的開(kāi)關(guān)還有變電站支線所用的開(kāi)關(guān)均為斷路器。對(duì)于主干線來(lái)說(shuō)，它的開(kāi)關(guān)應(yīng)該為負(fù)荷開(kāi)關(guān)，變壓設(shè)備出線斷路器可以啟動(dòng)保護(hù)行為，其過(guò)程一般在200～250ms之間。用戶和支線的開(kāi)關(guān)進(jìn)行的保護(hù)延時(shí)動(dòng)作耗時(shí)極低，可以看做0s。這種方式具備幾大優(yōu)點(diǎn)：第一，用戶和支線部分出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)立刻進(jìn)行跳閘動(dòng)作，保證線路的運(yùn)行不受到影響，也不會(huì)使總體線路停止供電。第二，配電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，開(kāi)關(guān)不會(huì)再有上述越級(jí)跳閘或者多級(jí)跳閘的現(xiàn)象，是故障位置以及信息的判斷更加準(zhǔn)確。這樣，在操作和分析上也更為簡(jiǎn)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(jié)約成本，電力企業(yè)以及相關(guān)部門(mén)無(wú)需投入大量資金，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。

5.2多級(jí)極差保護(hù)和電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化的配合這項(xiàng)技術(shù)的最主要實(shí)踐方式就是用電壓時(shí)間型分段器以及對(duì)應(yīng)的重合器進(jìn)行配合使用，利用相應(yīng)的指令做到隔離故障地區(qū)，確保其他地區(qū)可以正常供電，減少不必要的損失，以及提高用戶體驗(yàn)性。只有將兩者相互配合起來(lái)，才能使這樣的問(wèn)題得到有效的解決，缺少其一，就有可能會(huì)造成大規(guī)模的斷電情況。

5.3集中式故障處理方法的針對(duì)性較強(qiáng)。主干線線路類(lèi)型有一定的區(qū)別，處理方法也會(huì)存在不同。舉例來(lái)說(shuō)，如果主干線類(lèi)型都是架空饋線，那么工作人員就需要按照下面的流程進(jìn)行集中式的故障處理：首先，當(dāng)饋線出現(xiàn)故障，處于配變出線位置的斷路器就需要進(jìn)行自動(dòng)跳閘操作，并且對(duì)因?yàn)楣收隙a(chǎn)生的電流進(jìn)行隔斷。然后，在0.5s之后，變電站出線區(qū)域的斷路器開(kāi)關(guān)就會(huì)自動(dòng)重合。接著觀察重合情況，如果順利重合，那么故障類(lèi)型為瞬時(shí)性故障。如果沒(méi)能重合，那么故障類(lèi)型為永久性故障。收集的故障信息會(huì)直接傳輸?shù)街髡荆髡緦?duì)收到的信息進(jìn)行分析，判定出故障區(qū)域和類(lèi)型。

結(jié)語(yǔ)：

面對(duì)人們?nèi)找嬖鰸q的用電需求，相關(guān)企業(yè)更應(yīng)該在如此壓力下，熟練掌握繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理方式，尤其是要合理配置各級(jí)繼電保護(hù)及配電終端動(dòng)作時(shí)延參數(shù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障檢測(cè)、故障定位、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)自動(dòng)化，以保證配電網(wǎng)能正常、穩(wěn)定的運(yùn)行，提高居民的生活水平。

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