继电保护与配电自动化配合的配网故障处理

张小龙 国网福建省电力公司沙县供电公司

随着科技的进步，配网自动化越来越受到供电企业的重视。配网自动化改变了配网的传统运营模式，提高配网倒闸操作、事故异常处理的效率，从而提高供电可靠性和供电服务质量。同样，配网继电保护可以快速切除故障设备，对配网线路的安全运行起着非常重要的作用。在处理配网故障时，将配电自动化和继电保护进行有效的结合，能够在对配电网故障的解决和排除工作上大大提升效率和质量，确保电力系统的安全稳定运行。如何在配网自动化系统中，选择合适的继电保护整定方案，当电网发生故障或异常时，能最小范围的定位到故障点受到电力企业的重点关注。

一、配网故障概述

相对于高电压等级电网，配电网故障频率高，而且，配网故障一般都会影响电力用户的正常供电。常见配网故障主要有短路故障、失地或断线故障，本文主要讨论短路故障。为了防止因为突发配电网故障对于整个电力系统造成的更严重的破坏，需要尽快进行故障隔离。当配电网发生短路时，相应断路器就会立即跳闸，快速切除故障，保证电力系统的安全。但是，由于配网保护整定受主网定值边界的限制，配网线路的极差一般设置不超过3级。在断路器切除配网故障的过程中，越级跳闸和多个开关同时跳闸常有发生，在一定程度上影响到了故障点判定的准确性。

二、配电自动化系统

配电自动化系统是通过通讯设备把自动化终端采集到的配电开关的电流、电压及开关状态等信息上传到配电主站，实现配网运行监视和控制的自动化系统，具备配电网运行监控、故障处理、应用分析等功能。配电自动化系统主要由主站系统、通信网络和终端设备组成。

随着科技和社会的发展，供电企业已经认识到配网自动化的重要性，将全面开展配电自动化建设，提高配电自动化整体覆盖率作为公司目标。传统的一次设备和二次设备结构匹配度低，存在智能化改造难、寿命不对等、运维模式差异大等问题，一二次融合设备可以解决以上问题，受到供电企业的青睐。一二次融合设备的一次设备与自动化终端采用成套化设计，开关内部集成了配电终端、传感器、电能量采集模块等，具有高精度、速动性好的优点，采用标准化接口和一体化设计，配电终端具备可互换性，便于现场运维检修。

三、基于配网自动化系统的继电保护整定

（一）配网保护的配置

为了更好地将配网保护与配网自动化结合，应首先做好配网工程的规划建设。如果配网项目方案不合理，将无法充分发挥设备的作用，造成资源的浪费。架空线路根据线路长度及负荷分布合理配置带保护的一二次融合成套开关。长度小于2公里的架空骨干不配置带保护的分段断路器，2-8公里宜配置一个带保护的分段断路器，8-15公里宜配置两个带保护的分段断路器。15公里以上线路应安排改造，改造前可配置三个带保护的分段断路器。在满足配电网保护级数不多于三级的前提下，大支线可按上述原则配置若干带保护的分段断路器。专变用户、小电源接入点装设分界断路器并配置保护。

（二）配网保护定值整定原则

根据配网运行经验，配网保护极差不得少于0.2秒。受上级电网边界的限制，一条10kV馈线的保护投入数目也同样受到限制，有些向偏远山区供电的长线路可能也只能设置一级保护，而这些向偏远山区供电的长线路设置多级保护的需求一般高于其他线路，因为向偏远山区供电的长线路的线路走廊一般比较差，巡线难度大。为了解决以上问题，可以采取以下措施：

（1）在上级35kV主变的后备保护中设置有别于常规后备保护的过流保护，我们称之为特殊段后备保护，其与35kV电源进线线路的电流Ⅲ段反配合，与10kV馈线电流Ⅰ段配合。在这基础上，常规段后备保护时限就可以适当延长，进而延长10kV馈线的过流保护时限。

（2）开展全线过流告警定值整定。除保护投跳闸外，要求10kV全线路断路器过流告警功能均投入，确保全研判功能实现最小故障范围隔离，相关告警值可参照以下指导值整定：投入过流Ⅱ段，其定值大小应与最近上一级投跳闸的过流保护最末段定值一致，时间0s，投告警。

四、继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

农村配网自动化系统处理故障的主要原则为分级保护自动化与故障监测相结合。分级保护自动化实现保护与自动化一体化，主要采用一二次成套或融合设备，故障优先由继电保护就近切除，主站系统在保护动作后再进行接管，主要完成故障点隔离，分析转电路径，开展失电负荷转移。故障监测是指配电自动化主站通收集故障指示器翻牌动作信息，结合配电网架实时拓扑结构，进行故障定位，指导现场班组完成故障隔离和非故障区域的转电。当配网故障发生后，首先由故障点就近投入保护的开关第一时间进行故障切除，故障切除后，主站系统可以通过各类遥测、遥信进行进一步的故障点研判，通过远方遥控迅速将故障点隔离至最小范围，对非故障区域转移供电，把故障的影响用户数降到最低。配网运维人员到达现场后，再根据自动化系统主站信息在较小范围内进行故障查找和处理，提高故障处理的效率和质量。

五、结束语

在配电系统的运行过程中，由于天气、外力、线路走廊、设备质量等各种因素的综合影响，时常会发生故障，影响着电力系统的供电可靠性。配网继电保护整定工作因受主网定值边界限制，很多情况需要牺牲选择性去保证灵敏性和快速性，我们可以借助配网自动化系统弥补这一缺憾，帮助我们实现故障点的进一步研判。处理配网故障时，注意将配电自动化与继电保护相结合，能够提高故障处理效率，从而有效确保配电系统运行的安全性，提升供电服务质量。