配电网自动化系统线路故障区段查找分析

柏军娃

（国网宁夏电力有限公司固原供电公司，宁夏 固原 756000）

0 引 言

当前，我国供配电系统自动化尚处于初级阶段，只在部分区域推行了试点，城市的配网馈线自动化率不足10%。此外，国家未建立起相对统一的模式，不同设计方案所对应的实施方案也存有一定差异，发展并不成熟。只有加大对配网自动化的研究力度，方能提升配网自动化设备的运行水平[1]。

1 配电网馈线自动化系统的功能

标准型配电自动化系统结构图1所示。

图1 标准型配电自动化系统结构图

1.1 故障处理

在故障发生后，及时完成自动化判断和隔离，待对相关的故障问题妥善处理后，妥善恢复正常供电。

1.2 遥测及遥控

重点是可实现对供电系统实时有效的检测和管理。

1.3 重合闸控制

断路器在电流较高状态下，会出现跳闸，呈现出自动开启状态，该系统可在断路器一侧电压逐渐恢复时，针对电源重合闸进行适当调节。

1.4 负荷管理

针对配电网整体负荷程度实施相应的调节，即为所谓的负荷管理。

1.5 过电流记录

详细记录过电流，及时察觉可能存在的异常情况。

2 配电网馈线保护技术的发展现状

2.1 过电流保护

此类保护方式属于传统的继电流保护方式。受经济因素的影响，传统配电网馈线保护多是采用电流保护的基本手段，适用于较短的配电线路。在下述两种情况下往往采取此类方案：（1）反时限电流保护，此类保护方式的时间配合特性又会出现不同程度的时限电流；（2）三段电流保护，该类保护方式体现出灵活、方便的优势，可以适当节省相关成本，但也存有不足之处，如此类电流保护将馈线视为一个相对系统的整体，若馈线出现问题，必须切断整条线路，对故障区域造成极为严重的影响，不利于提升供电系统的可靠性。此外，该方式实际通过时间的延长完成对需要保护目标的合理选择，在对供电设施的使用寿命产生重要影响后，也会延长解决故障的时间。

2.2 重合器方式

此方式是在传统电流保护的基础上及时进行优化，一般利用重合器使馈线故障自动限制于特定区域之中，由此提升供电的可靠性，在城乡电网的改造工作中得到了广泛应用。然而，当故障发生后，隔离的时间较长且重合器的多次重合，会导致负荷大大增加[2]。

2.3 馈线自动化

现阶段，效果较为优良的配电网馈线保护技术主要是在馈线自动化基础上实现的。此类保护方式通常涵盖着两个重要方面，首先是馈线自动化，主要通过强大的通信功能及时采集相关信息，合理控制好相关程序，针对馈线及时提供相应的保护；其次是配电管理系统，重点结合相对专业的管理理念和技术，促使配电系统实现自动化管理。该保护方案凸显出传统电流保护与重合器保护方案的优势，加快了故障解决的速度，对降低恢复供电时间有着极大的帮助。

3 配电网自动化系统线路故障区段查找原理

3.1 馈线故障区段定位

馈线故障区段定位有助于及时解除危机，保证配电网的正常运行。在进行故障区段的判断时会用到辐射状网和树状网，可分析出馈线沿线各断路器是否出现故障电流。若馈线上存在单一故障，应明确故障区段是从电源侧到线路末端方向上经历了故障电流的断路器到第一个尚未经历故障电流断路器的整个区段，实现对故障区的详细定位，保证故障得到快速处理。

3.2 事故跳闸断路器定位

为更加准确地分析出不同断路器的基本情况，明确故障电流是否经过断路器，需要在断路器上安装FTU，由于隔离故障区段并非依照不同断路器固定不同的定值，断路器虽然具有差异，但是可以使用相同的定值。故障区段在经过隔离后，跳闸断路器的准确定位成为非故障区段自动恢复供电的关键。

3.3 事故跳闸断路器定位矩阵

在发生事故前，通过将断路器状态信息矩阵A减去事故后断路器状态信息矩阵B，便可准确判断出事故跳闸断路器。针对上述提及的相关情况，可以使用事故跳闸断路器定位矩阵C予以确定[3]。因为在最终确定的矩阵C中的第二个元素值是1，证明在发生故障后由断路器2跳闸切断故障电流。依照以往的计算流程可知，故障区段往往处于断路器3与4之间。因此应该自动恢复断路器2到达合闸的位置之上。通过科学运用计算机技术，可彰显馈线的自动化功能，实现对故障段的查找及隔离，其中实现非故障段的自动恢复往往仅需要十几秒的时间。

4 配电网馈线自动化系统保护的发展动向

在全面分析配电网自动化系统线路故障后，可采取针对性方案及时处理，同时明确具体应用效果，掌握现阶段配电网馈线自动化系统保护的发展动向。当前，国家最主要的通信方式是光纤通信，因此，要结合光纤通信的基本特点，合理运用馈线保护技术涵盖各部分内容。为确保方案的实现，应做到当自动装置不出现无选择性动作后，及时恢复供电模式。在解决馈线故障的过程中，应关注保护动作的选择性，稳步提升馈线保护的基本性能，从而及时达成故障切除与故障隔离目标。此外，应重视对多个保护装置的合理利用，实现具有选择性的故障隔离，这是馈线系统保护的中心思想。

5 结 论

在科学技术飞速发展的今天，配电网自动化程度逐步提升，正逐步迈向科学化与专业化，多种线路故障得到了有效解决。笔者就配电网馈线保护的原理和基本发展过程展开讨论，提出配电网自动化系统线路故障的相应解决方案，为国家供电系统的稳步发展助力。