继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

黄天喜

摘要：近年来，很多国家的大城市不断出现大范围的停电事故，不仅造成了巨大的经济损失而且还对社会正常秩序造成很大的影响。所以人们将目光都聚焦在大城市配电网的可靠性上。为了减少线路故障的发生，将事故隐患和线路缺陷制止在萌芽状态，运行人员就应该清楚的了解线路事故发生的规律性，能够利用针对性的措施予以消除，最大限度的缩小停电面积，减少停电的时间，确保配电网安全可靠地运作。

关键词：继电保护；配电自动化；配电网故障

一、配电网故障原因

电力企业供电系统当中，配电网出现故障的几率相对较高，至于配电网自动化主要工作内容也是对配电网中故障的处理。许多企业在处理配电网内发生的故障时，往往选择使用断路器替代馈线开关。这一行为的目的是为了当配电网出现

故障时，与故障点上游部分距离最短的断路器（如图1所示）可以进行动作，将存在故障的电流直接切断，以免线路整体的运行均受到不同程度的干扰。但是，配电网在实际运行过程中，故障一旦发生，便会由于各级开关所具有的保护配合问题，而出现断路器越级跳闸或是存在多级跳闸的现象，使得故障的分析与判别难度增加。不仅如此，这使得永久性故障以及瞬时性判别的难度也有所增加。为免上述情况的出现，部分电力企业则使用负荷开关替代原有的馈线开关。如此一来，多级跳闸的问题得到解决，同时也为永久性故障以及瞬时性故障的判别提供了便利。但是该方法也存在弊端，即一旦某一处发生故障，则全部线路都会发生瞬时停电的问题，对用户的工作以及生活造成不利的影响。

如今，供电线路主干线出现故障的几率减少，但用户支线出现故障的几率却不断增加。故而，部分供电企业为用户支线安设了含有过电流储能跳闸以及单向接地调整功能的可自行阻绝故障的开关。其主要的目的视为了避免用户支线发生故障之后对其权限构成影响，同时也明确了事故责任的分布。

二、继电保护和配电自动化配合的配电网构建的可行性分析

2.1配电多级保护的基本原理

当供电半径较长、分段数较少，开环运行的配电线路发生故障时，故障位置上游各个分段开关处的短路电流水平差异较明显，那么意味着可以采取电流定值与延时级差配合的方式，实现多级保护配合，多种方法中选择最有效的故障切除途径。

当供电半径较短，开环运行的配电线路发生故障时，故障位置上游各个分段开关处的短路电流水平差异较不明显，无法针对不同的开关设置不同的电流定值，

此时，只能依靠保护动作延时级差，配合故障进行选择性切除。

2.2多级保护配合的可行性

继电保护系统和配电自动化系统配合的目的，在于通过构建多级保护系统来稳定配电系统的稳定性，实现高效率可靠供电。其内涵是协同10kV出线开关和

10kV馈线开关设置不同的保护动作延时，来实现多级保护的目的，也就是常说的，三级配电两级保护的一个主要思路。

根据现阶段的电网工作实践经验，对其可行性进行分析。随着科学技术的快速发展，开关技术也迅速进步，尤其是永磁操动机构和无触点驱动技术的响应时间大大缩短。通过相应工作参数的设置和设备配合，可在10ms左右实现分闸。而无触点电子式分合闸在电路分合闸中的响应时间，可在1ms。例如，现在保护装置的响应时间，若馈线开关的相应延迟为0时，那么故障发生后保护装置可在30ms内快速切断故障电流，考虑到实际情况，这种技术上的优势给上游馈线开关设置保护动作延时时间留下了至少100ms的延时动作时间。根据相应理论，大体上可以确认变电站变压器低压侧开关仍有200～250ms的延时余地，这种延时上的设定，可以通过不断地优化和设计实现紧密配合，从而实现三级配电级差保护，这对电力系统的稳定运行有重要意义。

三、继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

3.1配电网故障处理

通常配电网故障处理分为三个阶段，首先是故障发生的瞬间，故障的开端和清除。继电保护自动化和高压断路器通过完美的配合在毫秒内断开，继电保护速断动作造成整个故障的持续时间为100毫秒。其次就是故障区段的隔离和非故障区域的恢复供电，这种现象的持续时间应该在秒级分钟之间。伴随着智能电力网的发展，其呈现出多电源的供电结构模式，所以在故障产生后要隔离故障区段，可以通过转换器来对供电信号的来源进行处理。故障点的定位和故障的排除则是最后的阶段。

3.2常见故障类型

配电网有着多样的故障类型，造成故障的原因也较多。根据故障的性质可以将故障类型分为相间短路故障：相间短路故障造成线路跳闸，而城市配网没有重合闸的保护，所以相间短路故障就会引发配网停电，比如说倒杆、断线等原因都会造成相间短路故障。其次就是单向接地故障：AAKv电压等级线路在与地面发生连接的时候，会得到A小时的运作，所以说这种故障发生的情况比较少。因为接地故障点能够对城市人口密集区造成很大的群伤时间，所以非故障电压升高使绝缘水平受到巨大的威胁，这就需要将配网系统的中性点采用经消弧线圈接地，最终补充接地的电容电流。

3.3故障产生原因分析

首先来自外力的破坏：近年来，因为城市化建设步伐的开进和复杂化的城市社会环境，便会造成外力因素损坏电力设施的现象，最终造成单相接地故障和相间短路故障。外力破坏主要是具有较多的基建开挖施工，进而在很大程度上威胁到电缆线路、杆塔和拉线基础构成。其次出现盗窃电力设施的现象，另外机动车辆对电杆、地面设备和挂线的碰撞也是一方面的原因。

四、配电网故障处理对策

配电网故障除设备本身的质量引发的事故外，多数事故和设备的安装质量及运行维护有着很大的关系。首先要提高高线路设备的绝缘水平和过电压防护水平。要大量的使用绝缘导线，要对瓷瓶和设备设定额定电压，要对变压器、避雷器等等设备裸露的部位安装绝缘材料，将氧化锌避雷器安装在适当的架空线路杆塔上。其次将故障指示器安装在配电线路上。至此配电线路发生故障便可以迅速的查处故障点，进而对其进行维修，这在很大程度上缩短了故障时间。此外还要对故障指示器进行定期的检查。

加大防外力破坏力度，要使车辆碰撞杆塔、变压器的现象得到减少，供电部门应该主动迁改杆线。对于不具备迁改条件的设备要安装反光警示标志，要在车辆容易碰撞的地方涂上醒目的反光漆，还要在拉线上装上反光警示标志，这样就会使车辆驾驶员有所注意。如果配电线路附近需要动工，做好安全宣传且设置警示标志。

参考文献

[1]刘健，张志华，张小庆，郑剑敏.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].电力系统保护与控制，2011（16）：53-57+113.

[2]蒋秀玲.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].科技创业月刊，2012（12）：196-197.

[3]罗平.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].中国新技术新產品，2013（01）：101-102.

（作者单位：云南电网有限责任公司迪庆供电局）