浅谈继电保护在提高配电自动化系统性能中的应用

李宏博

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收件人：李宏博

摘要：智能网的主要组成部分之一就是配电的自动化，它的重要意义在于可以提升供电的可靠性、供电能力，以及让电网的高效、经济得以实现。配电自动化的核心内容是配电网故障的处理，虽然相关文献较多，但在工程实施中依旧有许多与实际不符之处。基于断路器的操动机构、驱动技术、软件使用算法的差异，提出配合方案。

关键词：继电保护;配电自动化;配电网故障

目前电力企业在对故障处理上，一般采取的措施或技术有两种。一是使用断路器，将下游部分出现故障的电流进行直接切断，这样故障就不会蔓延到上游，影响整个电线路的运行。但是在实际运行中，由于各个路段的开关具有配合保护的功能，一旦某个路段出现故障，即使有断路器，也可能会越过断路器出现越级跳闸或多级跳闸的情况，另外对于一些永久性故障的判定和对瞬时性故障的判别也会造成较大的困难。另一种措施是使用负荷开关，虽然上述越级跳闸或多级跳闸等问题得到了解决，但会影响到其他线路的运行，其他线路可能会受到该故障线路的影响出现断电的问题。此外，由于配电网主线路绝缘化程度和电缆化程度的提高，主干线路出现故障的几率大大降低，但是用户支线上的故障问题还是不容忽视，现在一般采取的措施是设置跳闸开关来进行隔离。

一、配电自动化

电力系统由发电、输电和配电三部分组成。其中元件保护成为发电环节的集中保护因素，它的目的就是将发电厂发生电气故障的设备损失量最小化。输电线路的保护成为输电网的重点保护因素，它的目的就是为了稳定电网。馈线保护成为配电环节的主要保护因素，因为配电网展现出强大的稳定性，所以馈线故障的切除是不需要快速进行的。不同的配电网需要不同的负荷供电可靠性，同样也具备不同的供电质量。很多的配电网只重视线路故障对售电量的影响和配电设备寿命的影响，却忽略了配电网故障影响到电力负荷。

我国当前的配电网自动化系统分为两种，分别是集中智能式和分散智能方式。其中集中智能式主要针对事故发生后的故障隔离和网络重构，配网调度系统中包含了隔离、重构的判断和处理。通信网络成为隔离和重构瞬间系统的强大依赖性，配电系统的电参数可以供终端设备进行使用，但是没有对应的控制措施。因为客观条件和技术手段的制约，集中智能式配网自动化不能发挥应有的效果。其次就是分散智能方式采用了重合器作为馈线分段开关，通过整定重合器来实现馈线故障自动隔离、自动恢复非故障区供电的功能。

二、继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

在某一部分供电企业中，使用断路器取代开关，已经达到在故障产生时，距离故障区比较近的断路器可以及时跳闸的目的。但在实际操作中，每一级的开关保护器也有着许许多多的问题，在故障出现时，出现了跳过多级跳闸的情况，这给故障消除造成了困难。所以，在现实生活中为了解决跳闸故障，一部分电力企业选用负荷开关作为馈线开关。这个方法虽然在某一种程度上解决了一定的问题，但易出现小故障，进而出现停电故障。主干线路中的电缆化、绝缘化在不断深化，虽然目前全国专家对配电自动化开展了很多研究会议，但研究内容多数为馈线自动化功能和应用，对三遥功能测试现场的问题依旧没有解决。

（一）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。

（二）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閘，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。

（三）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。同时，用户供电设施内部故障造成公用线路跳闸停电的现象也在不断的增加，这种情况成为配网故障停电的主要因素。用户供电设施不能进行正常的维护，而且没有严格的对维护工作进行监督，最终造成设备运行状况的下降，进而使用户供电设施频繁的发生故障，这是用户供电设施故障发生的主要原因。

配电数据采集模型。根据实际应用测试出了自动化程度水平，让测试效率提升了，把测试成本降低了。在进行继电保护与配电自动化的配合计划时，无论在城市，还是在农村，都起着极其重要的作用，不会经常出现故障，也不会因为一条支路或人为因素影响了整条电路。在配电网供电半径比较长、分段数量也比较少的农村线路，发生故障时，采用电流定值或延时级差配合的方式，这有利于实现多级保护配合，减弱对系统造成的冲击。在线路出现故障时，只能依靠延时和级差保护相互配合消除故障。建议合理配置断路器和负荷开关，进行集中统一处理。在一切处于智能化的当今社会，配电网的智能化技术应用在某种程度上大大提高了配电网的性能，比如安全性和可靠性，这对于电力事业有着比较好的促进效果。

三、配電网故障处理对策

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。

结语

配电网是整个电力系统中最容易出现安全故障问题的部分，而配电网又是电力系统最重要的组成，一旦配电网出现严重的故障问题则会导致整个电力系统出现问题，甚至陷入瘫痪，影响正常的供电，对人们的生活生产造成影响。所以需要对配电网中可能出现的故障问题进行研究分析，及时采取有效的措施进行预防和治理。

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