继电保护在配电自动化故障处理中的应用

谢国印

（国网福建省电力有限公司泉州供电公司，福建 泉州 362000）

继电保护系统的作用就是在电力系统发生问题时，马上将有问题的线路或设备进行断电隔离处理，防止故障设备影响其他电力系统的正常运行。及时可靠地隔离故障设备，能够确保非故障设备能够正常运行。在电力系统中，对配电自动化故障的处理存在一定的复杂性和专业性。只有检测出问题，才能根据该问题提出解决方法，从而保证整个电网的正常运行。

1 继电保护和配电自动化的概述

继电保护是电力系统的重要组成部分，借助继电保护装置能够有避免正常电力设备在运行的过程中受到伤害。在日常生活中，整个电网可能会遇到各种各样的应急问题，造成暂时性的停电。如果故障比较严重，会对整个电网都产生不良影响，出现火灾等问题，在严重的情况下会造成相关电力工作人员触电的情况，严重威胁到生命安全。在这样的情况下，继电保护装置就要马上做出应急反应，将设备故障点进行快速阻断，切断和正常设备的电力连线，避免正常设备的电压等指标出现不稳定的情况，而导致整条配电网都陷入瘫痪的状态，影响人民群众的生活以及用电客户的生产效益。

配电自动化主要是借助性能强大的设备以及先进的技术来对整个配电网进行有效监测，了解配电网中每一个电力运行指标，防止电力系统事故的发生。一旦电力系统出现故障，配电自动化在不需要人工干预的情况下就能够自动将故障设备进行隔离、修复，快速排除不利因素，分析主线路或者支线路的故障问题，在不耽误其他设备正常运行的情况下有效提高配电网运行的可靠行，提高整个电力系统的效益。除此之外，配电自动化还能够自动将故障部分和其他正常运行的电力系统进行有效的分离，保证非故障部分正常工作，进而提高整个电力系统的安全性和稳定性[1]。

2 继电保护配合配电自动化存在的问题

2.1 技术应用效率较低

国外的很多城市在研究配电自动化时，将配电自动化和继电保护联系在一起，组成一个有机的统一系统进行配置，从而能够将继电保护配合配电自动化下的配电故障处理技术应用率控制在70%以上。但是，我们国家的继电保护和配电自动化串联度非常低，二者使用的空间也不够宽泛，这种状况在一定程度上导致我国的继电保护和配电自动化串联度仅不到20%，虽然，我国也做了大量的实验研究，但是在实际应用中还是存在很多不足之处，一些科研成果也没有发挥出应有的价值。由此得出，对于我国的继电保护和配电自动化仍然要做出更好的考量、发展。

2.2 设备相对比较落后

我们国家的配电管理部门逐步开始重视继电保护和配电自动化之间的融合度，并且在二者结合起来解决问题方面取得了不小的成果，但是，在配电网的设备和技术方面还是存在不少问题的。从我们国家配电网的实际情况来看，我们国家的大部分电力单位没有重视配电网中的变电设备以及输电设备的更新换代，对于一些设备比较陈旧、老化的现象没有及时进行解决，技术上面也得不到进一步更新，就导致配电自动化系统和继电保护系统做不到真正有效的配合，从而阻碍了配电系统处理故障时的工作效率以及工作质量，比较不利于我们国家配电系统的稳定发展。另外，配电系统中主线路和馈电线路的不匹配，质量不过关，设备老旧没有更新等，在某些方面都影响了配电网工作的正常开展。

2.3 相关人员的专业素质不高

配电自动化和继电保护是一个比较新的技术工作，所以就需要相关工作人员的专业素养较高一些，能够充分意识到继电保护系统和配电自动化系统对于解决配电网的一些严重故障的重要意义。但是，在实际工作中，部分工作人员思想上没有足够重视，专业素养较低，相关培训也不足，如果相关电力设备的技术提升后，相关的电力工作人员不能及时提高自身的专业素养，就会影响设备的使用[2]。因此，人员素质较低的状况在一定程度上也会限制了配电系统中新技术的应用。

2.4 制度不完善

我们国家电力单位在配电自动化和继电保护系统配合方面没有形成一定的制度体系，存在管理方面不足的问题，同样这也是制约技术发展比较重要的原因之一。由于没有制定完善的制度，就会导致研究人员在进行配电自动化和继电保护系统相互配合的过程中缺少一定的支撑体系，研究目的也不明确，具体的相关操作事宜、对于相关设备的维护流程也都存在不足的地方，相关电力工作人员在进行电力工作时也没有按照一个明确的规章制度去遵守。如果各个工作不能按照一个正确的规章制度去严格执行，相关人员就在日常工作中就容易犯错，因此对配电自动化和继电电保护系统相配合的工作也造成了一定的困难。

3 继电保护配合配电自动化的解决对策分析

3.1 继电保护配合配电自动化问题解决的研究

为了更好地促进继电保护和配电自动化的结合，提高系统故障解决的速度，提高工作效率，首先就要对配电自动化和继电保护系统二者的融合度进行研究。

继电保护系统中最重要的一个功能就是对已经发生或者要发生还没发生的危险电源点进行阻绝隔断，防止其他正常工作的电源点受到威胁，这是一种比较简单的工作处理。如果电源存在问题，能够马上分析出是哪一块区域的电源存在问题，进行分析和判断，准确地找出存在的问题，然后再借助相应的技术设施进行解决。在事故发生前，能够及时地将事故扼杀在萌芽状态，从而保证整个电力设备可以正常地进行电力输出。

继电保护系统和配电自动化系统在处理故障问题过程中有所差异，但是他们的工作都有一个共同的目标，保证整个配电网的运行效率，更好地解决配电网发生的所有电力问题。有效地将配电系统和配电自动化系统进行融合，使整个配电系统的一直保持动态的平衡与稳定，减少一些连带故障的发生频率。根据目前的状态来看，将配电自动化系统和继电保护系统二者有机结合起来是一项具有可行性的研究。

3.2 继电保护和配电自动化故障处理性能的研究

3.2.1 处理分支线路的问题

假设电力故障出现在分支线路以及用户端，首先要了解电力的故障类型；假设是在架空的电路上，在分线路或者用户端就会存在跳闸的可能，那么电流输送就被被截断，过一段时间后，断路器重新再合上去，这种故障就属于短暂性的配电故障；如果没有方法将闸重新推上去，那么这就是永久久性配电故障。配电系统在通常状况下会把这个断路器作为一个反馈电源的开关，如存在电力问题存在，那么在最近位置的电路断路器就会切断发生故障的电流，从而隔绝其他部分的电流与之接触，防止发生连带故障的现象[3]。继电保护的相关装置能够有效地避免电力设备以及电力零部件遭到破坏，非常有效地隔绝相关电力设备和配电网。如果只依靠电力维修的工作人员逐一排查问题电路和非问题电路，会费时费力，甚至有可能因为排除故障时间太长，导致故障范围的扩大。

下面这幅图就是继电保护以及配电自动化的各个线路的处理情况，如图1所示。

图1 供电综合电动化线路图

供电综合电动化的线路比较复杂，如果中间有一个线路出现故障问题，就会造成整个供电综合电动化的线路短路。所以，供电综合自动化系统的完善，能够帮助维修人员第一时间发现故障问题，从而进一步解决故障问题，相关检修人员必须具备一定的全局意识，完善供电综合自动化系统，在不同的事故阶段使用不同的检修技术，制定出科学、合理的方案，使用更有效的监控体系，进一步满足智能电网的规划需求。配电自动化系统在运行的过程中，很容易受到外界的影响，时而形成比较故障性的问题，导致系统的运行效率很难得到充分保证，这会给电力企业的安全供电、稳定供电目标的实现带来很大的消极影响。配电系统保护措施的科学使用，能够有效地降低电力系统、电力设备等发生故障的概率，从而达到电流、电路的作用。

3.2.2 处理主干线的问题

如果故障是发生在主线路上，配电自动化就要先对故障进行仔细的分析和判断。一旦断路器发生自动跳闸的情况，在截断问题电源后，也要等一段时间，使它重新闭合后，电源线路又恢复正常工作状态。但是，如果一直处于跳闸的状况，那么也属于长期性配电问题。在出现电力问题的时候，继电保护的装置会马上截断其他电力设备摆脱整个配电网的控制，防止正常电源受到迫害。出现短暂的电力问题后，电力维修的工作人员要及时做好电源异常信息的记录；出现长期性的电源问题后，电源的馈线末端会直接把这些问题信息发送到电力基站中，电力系统会自动筛选这些问题数据，更新一次，有效地保证数据的更新度，同时还要将这些问题信息发送到电力维修工作人员的手机上，使电力维修的工作人员进行认真排查，从而通过手机远程操作来解决存在的电力问题，最终恢复正常运作的电力状况。

3.2.3 弱电保护配合自动化的实际使用

根据配电系统存在的问题，在弱电保护使用过程中，主动连接继电保护以及配电自动化，从而进行有效的电力输送。加强配电网的正常运行，基于配电网的问题，运用合理、科学的继电保护准则，提高非电源线路的工作效率。将问题电源进行阻绝，保证整个配电系统的实际工作使用效率。在对配电系统进行整体检修的时候，通过利用先进的技术手段、更新的设备等进行一系列的智能化操作，从而减轻电力维修工作人员的工作压力和工作强度。基于配电自动化的使用步骤，及时做好问题区间的隔离检测工作，从而达到维修的至高点。一旦步骤开始行动后，就要进行非常准确的GPS定位，更好地保证隔离区、断电区的电力电源，对于技术水平的操作度要严格监控，按照相应的施工要素进行生产工作，减少检修的时间。同时做好多种结果的联系工作，尽可能地减少人力、物力、财力资源，加速配电网的快速恢复效果。根据电网维修的最大操作效益，提高整个配电网的运转的整体性能，提高安全用电意识，最终导致电力产业的经济效益增加，从而保证我们国家的电力行业能够可持续的稳定发展。

3.2.4 分布式电源介入的结果

如果馈线电源没有装设瞬时电流速断保护，那么不同级别的保护配合也很密切，利用电源基站的主线开关或者分线的开关来通过过电流保护动作的时限配合。如果在电源馈线中存在一定的电源问题，分布式电源带来的助力电流就会帮助过电流保护提升它的敏捷度，对于保护动作是比较好的。假设分布式电源接到该馈线中，分布式电源下游的开关的过电流保护装置，虽然有利于破坏性，一旦分布式电源在下方存在问题，上方的开关在经流的短路电流相比较之前会有所降低，由于过电流保护的灵敏度高一些以及分布式电源的容量比较小，通常不会导致分布式电源上游开关的过电流保护拒动，也不会破坏配合关系。如图2所示，分布式电源的介入对于整个配电自动化系统的影响。

如果电源馈线装设瞬时电流速断保护，分布式电源可以从电源母线上的临近馈线进入。在这个过程中存在电源问题，分布式电源自身带有的助力电流会加大电源基站的瞬时电流速断保护的使用面积，根据存在的动作区域，从而计算出分布式电源下游部分的电源电力，从而增加跳级式跳闸的风险。但是，假设分布式电源直接接到电源馈线中，那么就不会产生任何影响。当分布式电源在下方位置存在问题时，就会减小经流电源基站的出线开关带有的电路电流，同时缩小瞬时电力速断保护的范围。另外，无论配电系统是否安装了瞬时电流速断保护的电源馈线，馈线上连接的分布式电源自身带有的短路电流在发生加大电流的情况下，反向电流也有可能让分支开关存在误动的状况，从而损害了层级保护的关系。所以，一定要做好配置方向的元件。如果分布式电源所带有的短路电流水平不高，这方面的影响问题不大。对于下游接有分布式电源的开关，其自动重合闸的延时时间应该要大于2 s。

4 结语

总的来说，要想保证电力运行的正常、安全、持续，就要不断地对相关的电力技术人员增加相应的电力保护能力，提高配电系统中的故障处理性能。通过有效的自动化处理，及时调整电力行业的发展水平，做好推进处理工作。继电保护配合配电自动化相结合的形式也能够为整个电力系统提供比较便利的条件。对此，相关电力工作人员要不断强化实践技能，提高维修的能力，促进电力自动化的发展，进一步促进电力行业的全面发展、繁荣。

图2 分布式装置