配电自动化与继电保护配合的配电网故障处理分析

张博 刘桂兰

摘   要：电力系统继电保护装置在系统实际运行期间，主要功能就是确保电力系统运行正常。在电力系统运行状态下，继电保护装置能够实时监控系统运行状态，及时发现问题并采取必要的处理措施，以实现电力系统的正常运行。基于此，文章将配电网故障作为主要研究内容，重点阐述配电自动化与继电保护配合下的故障处理措施，希望有所帮助。

关键词：配电自动化  继电保护  配电网故障  处理  分析

中图分类号：TM76                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）02（b）-0062-02

伴随信息技术水平的提升，为配电自动化的发展提供了必要保障。但需要注意的是，即便配电网故障处理技术有所提高，但在实施方面仍存在一定问题。部分供电企业会将断路器作为馈线开关，以期在故障状态下利用临近断路器跳闸方式将电流阻断。然而，在故障实际发生的时候，线路开关保护会出现多级跳闸情况，无法对故障类型做出判断。由此可见，深入研究并分析配电自动化与继电保护配合的配电网故障处理具有一定的现实意义。

1  配电自动化与继电保护阐释

1.1 配电自动化定义

所谓的配电自动化就是一种全新信息管理系统，集中了控制技术、数据传输以及计算机技术，通过对现代化设备的运用，借助网络对配网运行状况进行监控，并对网络的运行情况加以掌握，提前消除安全隐患[1]。在故障发生后，要隔离故障区域，以免对配电网其他部分产生影响。在配电自动化的应用下，可以对电网的状态以及设备、开关进行必要管理，不断优化配电方案可行性，提高配网供电可靠性能与安全性能。

1.2 继电保护分析

在配电系统实际运行期间，会受诸多因素影响，故障发生率明显提高，严重影响了电力系统安全性能。而有触点继电器可以对电力系统与电力设备加以保护，具有这种功能的保护装置被称为继电保护。

而继电保护发挥自身保障功能的基本原理就是，电流增加，使得电线路电路远超出负荷电流，而电压下降，在故障发生的时候，各点电压会降低，与短路点临近的电压更低。另外，测量阻抗会有所改变，一般来讲，测量阻抗是负荷阻抗，而在短路状态下，则会转变成线路阻抗。要想与继电保护装置功能需求相适应，还应确保其可靠性、选择性达标。可靠性也是继电保护的基本要求，必须严格监督并管理继电保护措施，坚决不允许随意误动，避免出现危害[2]。而选择性则是在系统故障状态下，继电保护会切除电力系统中的故障设备，若有拒动情况，则要求临近设备与线路保护切除故障。

2  配电网多级保护分析

2.1 多级级差配合可行性

所谓的多级级差配合，主要指的就是分别设置变电站10kV出线开关、10kV馈线开关的保护动作，以实现保护目标。而为降低短路电流冲击力，变电站电压器的低压侧开关过流保护动作时间的最小数值是0.5s，而在此段时间内合理设置出多级级差保护延时配合方式。

现阶段，馈线断路器开关机械动作的时间在30～40ms之间，而熄弧的时间在10ms左右，另外，保护固定响应的时间是30ms。综合考虑以上时间差，需将故障电流切断时间设置在100ms之内[3]。将过流脱扣断路器亦或是熔断器设置在馈线开关中，由于励磁涌流不大，所以要合理调整脱扣动作电流阈值，尽可能规避励磁涌流，使得延时的时间不断缩短。通过脱扣动作的运用，可以使故障的切除时间缩短，然而部分分支线仍需借助人工方式恢复，但会影响故障处理效果。而对于时间而言，变电站10kV出线开关保护动作的延时时间应控制在200～250ms之间，保证和变电站变压器地測开关之间存在时差，进而达到两级级差保护目标。

2.2 三级级差保护配合

在科技进步的背景下，为开关技术的发展提供了必要保障。特别是永磁操动机构与无触点驱动技术的应用使得保护动作的时间明显减少。一般情况下，永磁操动机构分闸的时间控制在10ms，而无触点电子驱动分合闸合闸的时间则控制在1ms。通过对快速保护断路器的应用，即可在30ms内将电流切除。若时间宽裕，即可将上一级的馈线开关的保护动作延时时间设置成100～150ms，而变电站10kV出线开关的保护动作延时时间被设置成100～150ms。除此之外，变电站变压器低压侧的开关级差需要控制在200～250ms之间，这样一来，即可满足三级保护的目的。

3  多级级差保护与集中故障处理配合路径

3.1 两级级差集中故障的处理

若主干线是全架空馈线，处理的步骤如下：

（1）变电站断路器跳闸，将故障电路切断处理;

（2）于0.5秒延时以后，变电站出现断路器会重合。在成功重合的情况下即可判断成瞬时性故障，而重合不成功就是永久性故障;

（3）结合配电端上报数据信息，对故障区域做出判断;

记录瞬时性故障，如果是永久性故障，需将故障区域隔离，以保证其他区域的供电恢复正常状态，并对故障详细记录。

如果主干线是全电缆馈线，那么处理的步骤则如下：

（1）馈线有故障判断成永久性故障，要求变电站断路器将故障电流切断处理;

（2）主站参考上报故障信息内容，对故障区域进行判断;

（3）对故障区域周边开关进行遥控处理，保证故障区域被隔离，并对相对应变电站的断路器开关合闸进行遥控，以保证此区域供电正常。

如果是分支部分亦或是用户处有故障发生，具体的处理流程如下：

（1）分支断路器亦或是用户断路器跳闸，并将故障电流切断;

（2）如果支线是架空线路，如果快速重合闸控制处于开放状态并在0.5秒延时以后重合，即可判断成瞬时性故障，一旦重合不成功，应将其判断成永久性的故障。

3.2 多级级差保护和电压时间型馈线自动化配合处理

对多级级差保护和电压时间型馈线自动化配合方式的应用，重要基础就是重合器与电压时间型分段器，在相互配合的情况下，实现故障区域的隔离目的，保证供电的有效恢复。一旦故障发生，仅利用电压时间型馈线自动化技术，很容易诱发全线停电的情况，甚至还会出现断路器跳闸的情况[6]。而此技术则是将重合器应用于变电站故障开关部位，并将延时时间控制在200-250毫秒。其中，电压时间型分段器是主干馈线开关，而在分支亦或是用户处则选择断路器，在出现故障以后，处理的方式同普通电压时间型馈线技术，然而并不会影响线路，全线短路亦或是跳闸的情况并不会发生。

4  结语

综上所述，在现代科学技术水平不断提高的背景下，配电网智能化技术得到了广泛应用，使得配电网运行更加安全可靠且稳定。长此以往，供电企业也能够创造更为可观的社会与经济效益，使得人们的日常生活水平不断提高。为此，必须要高度重视配电自动化与继电保护配合下的配电网故障处理重要性，为配电网的正常运行奠定坚实基础。

参考文献

[1] 廖亦亮，袁佳圆，范海.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理工作研究[J].科学与财富，2017（25）：54-54.

[2] 蔡静雯，陈辰，郑旭东，倪长松，张蕾.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].电子世界，2017（16）：194.

[3] 刘文浩.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理措施分析[J].科技风，2017：172.