繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配網(wǎng)故障處理

張小龍 國網(wǎng)福建省電力公司沙縣供電公司

隨著科技的進(jìn)步，配網(wǎng)自動(dòng)化越來越受到供電企業(yè)的重視。配網(wǎng)自動(dòng)化改變了配網(wǎng)的傳統(tǒng)運(yùn)營模式，提高配網(wǎng)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(wù)質(zhì)量。同樣，配網(wǎng)繼電保護(hù)可以快速切除故障設(shè)備，對(duì)配網(wǎng)線路的安全運(yùn)行起著非常重要的作用。在處理配網(wǎng)故障時(shí)，將配電自動(dòng)化和繼電保護(hù)進(jìn)行有效的結(jié)合，能夠在對(duì)配電網(wǎng)故障的解決和排除工作上大大提升效率和質(zhì)量，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。如何在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，選擇合適的繼電保護(hù)整定方案，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或異常時(shí)，能最小范圍的定位到故障點(diǎn)受到電力企業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注。

一、配網(wǎng)故障概述

相對(duì)于高電壓等級(jí)電網(wǎng)，配電網(wǎng)故障頻率高，而且，配網(wǎng)故障一般都會(huì)影響電力用戶的正常供電。常見配網(wǎng)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?yàn)橥话l(fā)配電網(wǎng)故障對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)造成的更嚴(yán)重的破壞，需要盡快進(jìn)行故障隔離。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生短路時(shí)，相應(yīng)斷路器就會(huì)立即跳閘，快速切除故障，保證電力系統(tǒng)的安全。但是，由于配網(wǎng)保護(hù)整定受主網(wǎng)定值邊界的限制，配網(wǎng)線路的極差一般設(shè)置不超過3級(jí)。在斷路器切除配網(wǎng)故障的過程中，越級(jí)跳閘和多個(gè)開關(guān)同時(shí)跳閘常有發(fā)生，在一定程度上影響到了故障點(diǎn)判定的準(zhǔn)確性。

二、配電自動(dòng)化系統(tǒng)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)是通過通訊設(shè)備把自動(dòng)化終端采集到的配電開關(guān)的電流、電壓及開關(guān)狀態(tài)等信息上傳到配電主站，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視和控制的自動(dòng)化系統(tǒng)，具備配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控、故障處理、應(yīng)用分析等功能。配電自動(dòng)化系統(tǒng)主要由主站系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備組成。

隨著科技和社會(huì)的發(fā)展，供電企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到配網(wǎng)自動(dòng)化的重要性，將全面開展配電自動(dòng)化建設(shè)，提高配電自動(dòng)化整體覆蓋率作為公司目標(biāo)。傳統(tǒng)的一次設(shè)備和二次設(shè)備結(jié)構(gòu)匹配度低，存在智能化改造難、壽命不對(duì)等、運(yùn)維模式差異大等問題，一二次融合設(shè)備可以解決以上問題，受到供電企業(yè)的青睞。一二次融合設(shè)備的一次設(shè)備與自動(dòng)化終端采用成套化設(shè)計(jì)，開關(guān)內(nèi)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(dòng)性好的優(yōu)點(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化接口和一體化設(shè)計(jì)，配電終端具備可互換性，便于現(xiàn)場運(yùn)維檢修。

三、基于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的繼電保護(hù)整定

（一）配網(wǎng)保護(hù)的配置

為了更好地將配網(wǎng)保護(hù)與配網(wǎng)自動(dòng)化結(jié)合，應(yīng)首先做好配網(wǎng)工程的規(guī)劃建設(shè)。如果配網(wǎng)項(xiàng)目方案不合理，將無法充分發(fā)揮設(shè)備的作用，造成資源的浪費(fèi)。架空線路根據(jù)線路長度及負(fù)荷分布合理配置帶保護(hù)的一二次融合成套開關(guān)。長度小于2公里的架空骨干不配置帶保護(hù)的分段斷路器，2-8公里宜配置一個(gè)帶保護(hù)的分段斷路器，8-15公里宜配置兩個(gè)帶保護(hù)的分段斷路器。15公里以上線路應(yīng)安排改造，改造前可配置三個(gè)帶保護(hù)的分段斷路器。在滿足配電網(wǎng)保護(hù)級(jí)數(shù)不多于三級(jí)的前提下，大支線可按上述原則配置若干帶保護(hù)的分段斷路器。專變用戶、小電源接入點(diǎn)裝設(shè)分界斷路器并配置保護(hù)。

（二）配網(wǎng)保護(hù)定值整定原則

根據(jù)配網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，配網(wǎng)保護(hù)極差不得少于0.2秒。受上級(jí)電網(wǎng)邊界的限制，一條10kV饋線的保護(hù)投入數(shù)目也同樣受到限制，有些向偏遠(yuǎn)山區(qū)供電的長線路可能也只能設(shè)置一級(jí)保護(hù)，而這些向偏遠(yuǎn)山區(qū)供電的長線路設(shè)置多級(jí)保護(hù)的需求一般高于其他線路，因?yàn)橄蚱h(yuǎn)山區(qū)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(jí)35kV主變的后備保護(hù)中設(shè)置有別于常規(guī)后備保護(hù)的過流保護(hù)，我們稱之為特殊段后備保護(hù)，其與35kV電源進(jìn)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(chǔ)上，常規(guī)段后備保護(hù)時(shí)限就可以適當(dāng)延長，進(jìn)而延長10kV饋線的過流保護(hù)時(shí)限。

（2）開展全線過流告警定值整定。除保護(hù)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(shí)現(xiàn)最小故障范圍隔離，相關(guān)告警值可參照以下指導(dǎo)值整定：投入過流Ⅱ段，其定值大小應(yīng)與最近上一級(jí)投跳閘的過流保護(hù)最末段定值一致，時(shí)間0s，投告警。

四、繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理

農(nóng)村配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)處理故障的主要原則為分級(jí)保護(hù)自動(dòng)化與故障監(jiān)測相結(jié)合。分級(jí)保護(hù)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)保護(hù)與自動(dòng)化一體化，主要采用一二次成套或融合設(shè)備，故障優(yōu)先由繼電保護(hù)就近切除，主站系統(tǒng)在保護(hù)動(dòng)作后再進(jìn)行接管，主要完成故障點(diǎn)隔離，分析轉(zhuǎn)電路徑，開展失電負(fù)荷轉(zhuǎn)移。故障監(jiān)測是指配電自動(dòng)化主站通收集故障指示器翻牌動(dòng)作信息，結(jié)合配電網(wǎng)架實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行故障定位，指導(dǎo)現(xiàn)場班組完成故障隔離和非故障區(qū)域的轉(zhuǎn)電。當(dāng)配網(wǎng)故障發(fā)生后，首先由故障點(diǎn)就近投入保護(hù)的開關(guān)第一時(shí)間進(jìn)行故障切除，故障切除后，主站系統(tǒng)可以通過各類遙測、遙信進(jìn)行進(jìn)一步的故障點(diǎn)研判，通過遠(yuǎn)方遙控迅速將故障點(diǎn)隔離至最小范圍，對(duì)非故障區(qū)域轉(zhuǎn)移供電，把故障的影響用戶數(shù)降到最低。配網(wǎng)運(yùn)維人員到達(dá)現(xiàn)場后，再根據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)主站信息在較小范圍內(nèi)進(jìn)行故障查找和處理，提高故障處理的效率和質(zhì)量。

五、結(jié)束語

在配電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，由于天氣、外力、線路走廊、設(shè)備質(zhì)量等各種因素的綜合影響，時(shí)常會(huì)發(fā)生故障，影響著電力系統(tǒng)的供電可靠性。配網(wǎng)繼電保護(hù)整定工作因受主網(wǎng)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(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)彌補(bǔ)這一缺憾，幫助我們實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的進(jìn)一步研判。處理配網(wǎng)故障時(shí)，注意將配電自動(dòng)化與繼電保護(hù)相結(jié)合，能夠提高故障處理效率，從而有效確保配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，提升供電服務(wù)質(zhì)量。