配网自动化继电保护配合与故障隔离技术研究

刘坤发 张存中 刘振民

引言：随着我国经济的快速发展，人民生活水平得到了显著提高，对于工业生产和人民生活所需的电能也逐渐在提高，尤其电网建设速度的加快，各级供电企业都在进行改革，争取建设智能配电网，而在智能电网中最为关键地部分就是配网自动化继电保护装置，如何将继电保护装置进行合理配置和选择至关重要。在本文中就详细介绍下配网自动化中继电保护装置容易出现的问题，将从配电网的多级配合、多级级差保护与集中式故障处理的协调配合和多级级差保护与电压时间型馈线自动化的配合三个方面来探讨继电保护与配电自动化配合的故障处理措施

一、配电网故障分析

随着社会经济的发展，电力成了各个企业和人们生活使用的重要能源，所以人们对用电的稳定性提出了较高的要求。影响供电可靠性的原因有很多，其中配电网故障是最主要的原因之一，好多企业对配电网故障也是越来越重视。为了能够在故障发生的时候，尽量减小故障影响，避免因出现故障导致整条线路停电影响生产效率，提高持续用电性，好多企业利用断路器来取代馈线开关，为了能够使距离故障点上游故障区域最近的断路器跳闸。但是这样的方法有很多弊端，经常会因为各级开关的保护配合存在问题，而导致越级或者多级跳闸现象的发生，不能很好的实现持续用电。而且故障出现后也不能很快的判断是永久性故障还是瞬时性故障，对故障的快速处理产生了影响。还有一些企业直接使用负荷开关来代替馈线开关，虽然这种方法可以很好的解决多级跳闸等问题，也可以很快的判断故障的性质，但是又有新的问题出现，就是不论在配电网哪一处发生故障，整条线路都会出现停电现象，还是不能实现持续用电。

二、继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理措施

（一）配电网的多级保护配合

配电线路有两种情况，一种情况是配电线路的配电半径比较短、分段数量很多第二种情况是配电线路配电半径比较长、分段数量比较少。如果是在第一种情况下发生故障，在故障上游各分段开关短路的时候，电流水平差别不会很大，所以电流值不能根据电力进行设定，没有办法根据此方法实现配电网的多级保护，应该采用保护动作延时时间来进行从而实现极差配合的效果，找到故障点。如果是在第二种情况下，当线路出现故障，线路故障上游的开关出现短路的时候，电流水平会产生很明显的差别。这样用延时极差和电流定值的方法来实现配电网的多级保护配合，并及时处理故障。

（二）两级极差保护配合

好多变电站都是利用低压侧开关来保护电流，这样可以有效的减少短路电流的影响。还有就是，为了降低对上级保护定值的影响，在短时间内进行两级极差保护延时配合的设置。目前，馈线断路器实现机械动作需要30~40ms，实现熄弧需要10ms需要30ms来保证保护的固有相应时间。所以，对馈线开关进行保护动作延时，能够实现将故障电流进行快速切断。把合适的熔断器装配在开关上后，产生的磁涌就会很少，这时适当加大电流值就能提高分析故障的效率。

（三）三级极差保护配合

随着科技的发展永磁操动和无触点驱动技术被大量应用，从而大大减小了保护的动作时间。采用三级极差的保护配合的方法可以有效的解决配电网故障，该方法的实现主要的因素就是永磁操动技术和无触点驱动技术的应用，来进行保护的配合。通过设置馈线开关的保护动作延时，可以在很小的范围内切断故障电流，从而使得变电站和开关的极差保持一定的选择性，最终实现三级极差保护配合。

三、多级极差保护与集中式故障处理的协调配合

不同的故障区域和不同的故障线路，使用的处理故障方式也有不同之处，下面我们分析一下。

第一种情况是架空馈线的故障。观察其主干线如果都为架空馈线，我们应采取的故障处理方式是集中式，需要注意的是：此故障可分为瞬时故障和永久性故障两种情况，所谓的瞬时故障就是当架空馈线故障发生后，位于变电站出现处的断路器开关会自动跳闸，这样就能切断故障电流，在跳闸经过0.5 s的保护延迟后，断路器开关能够又重新的自动闭合，反之，如果经过0.5 s的保护延迟后，断路器开关不能成功的自动重合就说明是永久性故障，然后主站将配电终端所的开关故障信息进行收集、整理和分析并判断出发生故障的位置，最后就要及時处理故障。对于瞬时故障而言需要将瞬时性故障处理的相关信息记录到相应文件中就可以了。而对于永久性故障，工作人员要对故障区域内以及附近的开关分闸进行控制，将故障区域隔离出来，然后将与故障相关的断路器开关和联络开关合闸，使整个供电系统恢复运行，然后做好相关的记录。

第二种情况是电缆馈线故障。主干线如果全都是电缆馈线，采用集中式故障处理方式，电缆馈线故障出现后，位于变电站出现处的断路器开关会自动跳闸以切断故障电流，可以直接确定为永久性故障，之后主站将配电终端所的开关故障信息进行收集、整理，并分析出故障所在区域。之后的操作就是将故障区域内以及附近的开关分闸进行控制，隔离故障区域，并对故障相关的断路器开关和联络开关的发出合闸指示，以便恢复整个区域的电力供应，并做好相关的记录。

第三种情况是用户支线故障。在发生此故障时，同样故障发生之后，用户支线的断路器会立即跳闸，这时我们要注意的是：观察发生故障的用户支线是架空线路还是电缆线路。在根据该类型线路进行故障分析，如果是电缆线路可以直接确定为永久性故障。如果是架空线路，那就需要快速控制对重合闸的开放，如果经过0.5 s延时，故障断路器开关能够自动重合成功，这就说明这次故障是瞬时性的，反之，则为永久性故障，然后根据不同的性质进行相应的处理。

参考文献

[1]李国武,张浩,武宇平.配网自动化技术分析与应用[j].华北电力技术，2011（8）.

[2]刘健，张志华，张小庆，郑剑敏.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[j].电力系统保护与控制.2011，39（16）.