10kV配网馈线自动化与线路继电保护配合应用

广东电网有限责任公司珠海供电局 王润鹏

配网供电系统在运行过程中，有可能会因为一些因素而产生不稳定的状况。要想提升其运行品质，防止风险问题的产生，就必须对继电保护装置的故障和检修给予足够的重视，并以此为依据，对继电保护装置进行合理运用，将其与现代技术相结合，从而保证系统可以安全、稳定的运行，推动电力行业高质量发展。

1 10kV 配网馈线自动化

配电自动化技术（Distribution Automatic Technology）可以提供强大的通信网络监测工具，使得电力公司可以在使用期间，对电力系统进行详细跟踪，并及时发现电力系统故障，并做好早期故障处理的准备，从而提升电网的运行效率[1]。而分区分隔则是配电网自动控制技术的一个主要优势。在配网发生故障时，由于故障区是随着时间的推移而被分隔开来，所以不会对系统内的供电造成影响。启动配电网（PDU）功能，可以监测配电网的实际运行情况，改善配电网的布线效果，增强配电网的稳定性。

2 电力继电保护的基本特性

2.1 智能选择性

电力系统在运行过程中，各类故障时有发生。如果不能得到及时、有效地修正，那么电网的安全性就会受到威胁。而在电力系统中，由于有继电保护，可对电力系统进行一次故障诊断与排除，从而给电力系统带来了初级保护，使得电力系统即使出现了故障，也能够保持在一定的控制范围之内。因而，在电力计量保护中，智能化的选择能在瞬间提高系统电流时，触发断开保护，其起到智能化的控制特性。

2.2 稳定、可靠性

随着我国经济社会的不断发展，对能源的要求也在不断提高。为适应日益增长的用电需求，各大电力企业均对配网进行不断优化，其中以“网架”为中心的“网架”扩张方式，使得“网架”的稳定性、可靠性难以保证。由于电网结构的复杂性，使得在高稳定、高可靠的电网中，继电保护起到了越来越大的作用[2]。

3 配网线路继电保护整定原则

配电系统中的继电保护一般采用传统的“网联”保护方式，但该方式仅能进行故障诊断，而不能对发生故障的地方进行供电。“网联”保护方式主要有以下几点：一是按火力发电厂的限流开关（一级保护）与限流开关（三级保护）的结构，将该等级式保护设定为10kV 输出开关（一级保护）。二是电力站启动10kV 输出分配器及分配器（或客户限位器），只对长支路上装有专用变压器的客户采用三级保护方式[3]。

4 电力继电保护的故障

10kV 配电线路在恶劣天气条件下，例如直接或间接遭受雷击，使线路的局部电流在瞬间增加，超出了电力元件所能承受的极限，从而引起电器部件的失效。如图1所示。

图1 单相接地故障示意图

5 配网系统继电保护

5.1 运行状态

在电力系统元件运行出现异常或出现短路时，继电保护装置能够及时发现问题，并自动地对故障源进行阻隔，然后，工作人员能够确定发生故障的主要原因，并进行有针对性的故障排除，从而消除系统运行中存在的安全隐患，避免后续的问题发生。

与此同时，要对系统的运行状况进行追踪和观测，如果是在正常的操作条件下，那么就需要对继电保护装置进行风险监测，以避免出现问题；在发生故障的情况下，要求有继电器保护设备对系统的操作进行保护，以防止故障问题的进一步恶化；所谓的“不正常”，就是指系统没有出现故障，但是出现了异常，这时必须有继电器来报警，以避免以后出现的故障。

5.2 电流保护

对系统的电流保护要以保护区的大小为依据，对时间限制过电流保护也比较复杂，这种电源一般是以直流模式运行，其特性是没有时间限制的，而且电流速断保护可以减少对配网电力系统的不利影响。无时限电流速断保护适合于线路内保护，可以实现瞬间跳闸，但是其仅能对线路的部分进行保护，所以其必须通过设置动作时间级差来判断故障的位置，在实际应用中可与无时限电流速断保护配合起来，对整个线路进行继电保护，这样就可以起到线路主保护的作用。

5.3 失压型保护

失压型保护已被广泛地运用于电力系统的电力保护中，使其在工作过程中，若发生母线失压，其仍能保证系统的持续稳定工作。其核心技术是基于具有可动态变化地保护装置，并可自主地对母线失压情况进行判断。本设备的操作依据是通过对线路电压操作条件的判断来实现的。在某些对电力有很高要求的生产中，要依据具体情况来调节失压保护的时间，在进行保护的时候，要考虑到备用供电装置的参数和条件，以实现对设备的保护[4]。

6 馈线自动化

高压供电自动化是将电压作为基准，外加一个额外的时标，在发生故障时，采用逐级调整的方法，来判断故障发生的时间，从而实现对故障区域的快速恢复。当某条线路发生短路时，在该装置的输出线上，继电器在该电压类型的端子断路器之前，将该继电器的继电器断开，并在该继电器被探测到时，将传动装置的继电器保护功能关闭。

如果错误没有被移除，则该驱动开关会重新被关掉，并且该开关会重新被开启，以判断和隔离错误的范围。在二次断路时，由于有一定的时滞，导致故障区域断路，并通过调整使无辜区再次断路。触点切换在一个设置的延时内被打开，并且当调整时，断路器的后台部分又被打开。

7 配网线路继电保护与馈线自动化优化配置

如果仅是继电保护或输入自动化不能实现全范围保护和恢复，那么就需要将两种保护模式连接起来，开启继电保护+输入自动化模式，并对主电压电源的自动+分支保护进行配置。配电系统的主干系统为电压式自动电源，对支线的继电保护由三段式电源保护构成。当主线发生故障时，在长支电缆发生故障时，将发生故障的部位截断，并将该部位恢复正常供电，当发生故障时，仅将发生故障的部位截断，以增加供电的可靠性。

结合农村电网改造、技改、大修等项目，对10kV 输电线路进行重点改造，将跨越林区、棚区和村庄的裸露电线进行改造。优化线路设计，采用新技术、新材料、新工艺、新设备，适当增加线路分歧、分支开关、联络开关，使线路分段合理。10kV架空线路的主干线和重载线路，其导线截面一般为240mm2，而非干线主要为120mm2，如有负载确实没有发展空间的，可根据经济电流密度选取，且应满足电压降不超过5%，最小截面不小于70mm2。

采用B2312和B1912两种规格的水泥杆，为了改善10kV 配电线路的网络布局，提高其健康程度，防止故障发生，保证10kV 配电线路的安全、可靠运行。10kV 配线多为架空线，线路多在山腰、地势开阔的地区，在设计时全线都没有设置避雷线，在雷暴天气下设备容易烧损、断线、绝缘子击穿等事故。

针对此情况，县供电公司主动与气象部门进行了交流，充分了解10kV 配电线路所处的雷电分布，并根据雷电的分布特征，在容易发生雷击的地区安装放电间隙、安装避雷器和竖瓶绝缘护罩；在雷电易发地区设置避雷线，全面提升10kV 配电线路的防雷能力。定期检查接地设备的接地电阻，对不合格的接地设备进行处理，以防止或减少对10kV 配电线路和设备的损害。10kV 配电线路在建设过程中要采取有效的措施，确保工程质量，为今后的安全运营打下良好的基础[5]。

首先，制定合理的建设计划。在10kV 配电线路建设中各供电公司要对其进行充分的市场调查，掌握其所涵盖的用电量种类和使用规律，注意对今后的用电量进行预测，确保10kV 配线建设能够满足目前和今后一段时期的用电需要。并从技术和经济方面对各个施工方案的可行性进行论证，并最终选定了最优的施工方案。

其次，做好技术交流。为了保证10kV 配电线路施工的施工质量，施工前要对施工单位进行技术交底，明确施工重点、难点，如电气设备型号、安装流程等，要求各施工负责人做到心中有数，认真落实各项施工细节。

最后，制定详细的建设管理措施。为了规范施工人员的施工行为，防止工程质量缺陷的发生，施工单位要重视制定和完善的施工管理制度，明确施工人员在操作过程中，必须遵循的规范和注意事项，尤其要加强施工重点环节质量的监督，如部分电气设备施工时应注重接地处理是否规范、接地电阻大小是否在要求的范围内等。

10kV 配线的局部失效是由于自然灾害所致，供电部门要做好相应的预防工作，防止自然灾害对10kV 配线的正常工作。一方面合理规划10kV 配电线路；各供电公司在进行10kV 配电线路的规划时，要从自然灾害的角度出发，避免发生自然灾害，避免发生自然灾害，避免发生事故时，要采取相应的预防措施，如在夏季雷击多发区域，要增加避雷设施，以减少雷击对电器的伤害。

另一方面，做好电力设施的防雷工作。雷击对10kV 配电系统的正常工作有较大影响，在防雷器的安装上，要重视对其进行监控，重点是对其性能参数的检查，保证各个施工环节都严格按照有关的规定进行，保证参数的正确设置。10kV 配电线路在运行过程中出现了一些突发的故障，比如施工人员在施工过程中不小心挖断了电线、损坏了电力设施，从而使电力供应的突然中断，对人们的正常生产和生活产生了较大的负面影响。为此，供电企业应重视制定相应的应急措施，及时处理配线运行中可能发生的各类紧急情况。要对管辖范围内的配电线路进行故障分析，确定故障的种类，特别是在施工地区要特别注意，并在必要时派遣专业技术人员到现场进行指导。

8 结语

为了确保10kV 配电线路的安全稳定运行，对人们的生产、生活长远稳定发展都具有十分重要的作用。为了防止10kV 配电线路的运行失效，供电企业必须重视线路建设的质量，以保证所用电器的各项指标和性能达到正常的工作状态。

同时，各供电企业要重视10kV 配电线路的巡查，及时发现其运行中的安全隐患，以达到预防的目的。此外，各供电部门要做好应对自然灾害的准备，制定相应的应急方案，以减少故障的反应速度，提高故障处理的效率，为10kV 配电线路的安全稳定运行做好准备。