继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

曹政 王明强

【摘 要】随着社会的发展，电网智能化技术得到广泛推广和运用，配电网智能化技术的运用对提高配电网的安全性、可靠性和稳定性等提供了有效性的保障，从而进一步提高了供电企业的社会效益和经济效益，提高人们生活水平，因此加强对其的研究非常有必要，基于此本文分析了继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理。

【关键词】继电保护；配电自动化配合；配电网；故障处理

1、配电自动化技术的发展现状

1.1、配电自动化主站的进展

目前，配电自动化主站的最大进步在两个方面，建立了符合IEC61968标准的信息交互总线，与其他信息系统进行统一标准的信息交互；具有完备和实用的故障处理应用模块。

实际应用中，配电自动化系统需要与上一级调度自动化、生产管理系统、电网地理信息系统、营销管理信息系统、95598等进行数据交互，在上一轮配电自动化建设中，采用“点对点”的私有协议实现配电自动化系统与其他应用系统的互联，不仅需要维护的接口众多，而且因采用的私有协议不标准，互换性差且扩展困难。在智能电网建设中，配電自动化系统依据“源端数据唯一、全局信息共享”的原则，采用符合IEC61968标准的信息交互总线，通过基于消息机制的总线方式完成配电自动化系统与其他应用系统之间的信息交换和服务共享。

1.2、配电自动化终端的进展

与上一轮配电自动化建设相比，在智能电网建设中，配电自动化终端的进展除了终端在户外恶劣条件下工作的可靠性大幅提高以外，还表现在采用超级电容器作为其备用电源的储能元件。超级电容器是近年来发展成熟的一种大容量储能部件，其单体容量可达几百至上千法拉。与蓄电池相比，超级电容器具有很多优点。充电速度快，可以采用大电流充电，能在较短的时间完成充电过程；使用温度范围广，低温性能优越；高可靠性，维护工作量极少。

1.3、配电自动化通信网络的进展

近年来，以太网无源光网络（EPON）、工业以太网、通用分组无线业务（GPRS）、WiMax、电缆屏蔽层载波等通信技术的飞速发展和成熟，使它们在智能电网建设中成为了配电自动化系统的主要通信方式。以光纤为传输媒介的EPON和工业以太网技术，不仅支持网络通信协议，而且具有自愈性能，可以确保高效可靠的数据通信。WiMax和电缆屏蔽层载波技术适合于实现光纤不便于敷设的部分（如直埋电缆等）的数据通信。GPRS特别适合实现距离较远且分散的两遥终端（如故障指示器等）的数据通信。

2、配电网的故障分析

电力系统的整体运行过程当中，故障出现最为频繁的当属配电网，直接影响了电力系统运行的安全性和稳定性，这是供电企业急需解决的问题。为了避免配电网的各种故障对整个电力系统造成不利影响，部分企业选择采用断路器，一旦配电网有故障现象出现，处于故障最近的断路器就会自动跳闸，以保护电路的安全性。但是在具体的实践运用中，断路器却经常发生多级跳闸或越级跳闸的情况，使判断故障更加困难。部分电力企业为了解决跳闸问题，馈线开关采用负荷开关，这样可以有效地避免出现越级跳闸的问题，有利于面对故障进行有效的正确判断，但是这一方法也极容易致使停电问题的发生，这将会给广大用电用户造成极大的不便。

3、继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理措施

3.1、多级级差保护与电压时间型馈线自动化配合分析

该项技术可以使故障区域隔离并且能快速恢复故障区域供电，它主要是利用电压时间型重合器和分段器之间相互作用来实现这一功能。仅仅采用电压时间型馈线自动化技术，分支线路的故障会导致全线断路器跳闸或者全线暂时性断电，如果把电压时间型馈线自动化技术和多级级差保护相互配合，能够有效避免这种情况。这种技术的运用通常是变电站的出线开关点使用重合器，且将延时时间设置在200一250ms之间，主干馈线的开关采用电压时间型分段器，用户开关或分支使用断路器。当故障出现时，所采用的解决方法与应用常规的电压时间型馈线技术所运用的方法相差不大，其不同之处在于能够在可控范围内对全线停电的现象做到有效避免。

3.2、三级级差和两级级差保护措施

采取两级级差与三级极差保护措施，在对配电网以及继电障碍处理保护过程中，采用两级级差进行保护期间应加强其保护措施；根据运用该保护措施，合理运用有效方式对线路起到保护作用。此外还应严格按照安全用电的要求。使用合理的措施对配电网整体线路以及分支线路进行保护：此外，还应提高三级级差保护方式，对总体线路以及分支线路进行保护过程中应加强三级级差保护措施，必要时还应确保开关的安全运行三级级差保护方式较多（详见图1、图2），两者保护措施应相互协调，不应出现互相混淆、牵绊的情况，也不能将其操作方式混淆使用，出现错误指示；应将两者联系点相互结合，不同点进行区分，使两者保护措施始终贯穿整个配电网故障处理中详细分析两级级差电路保护措施，根据对其进行细分处理更了解三级级差的使用效果，并在两种保护的作用下确保整个配电网安全运行，并降低电网维修力度。

图1三级极差配置情况（1）

图2三级级差配置情况（2）

4、继电保护技术在配电网自动化中的应用手段

配电网自动化系统中继电保护的方法主要包括重合器与分断器配合、重合器与熔断器配合、FTU继电保护三种方式。

重合器与分断器配合方式：在配电网出现故障后，重合器就会重合，分断器记录重合器重合的次数，并且能够在重合器达到预定的重合次数后自动分闸，同时闭锁在分闸状态，实现对故障发生区域段的有效隔离。

重合器与熔断器配合方式：重合器在配电网发生故障时就会重合，并且重合器的开断具有双时性特征，在这个过程中就会产生大量的电流。当大电流通过熔断器时，如果超过熔断器允许的承受范围，熔断器中的熔丝就会被熔断，这样就能将故障区域隔离。一般来说，熔断器需要设置在线路的末端或者是变压器的高压侧。

基于FTU继电保护：FTU是装设在各分断开关上的馈线终端单元，一般是通过FTU采集故障前的电流、电压等重要信息，并通过通信通道将这些信息上传到主站，主站对数据进行综合分析，确定故障区并制定恢复供电策略，最后通过遥控各开关隔离故障区并恢复对非故障区的供电。

5、配电网自动化继电保护技术发展前景

继电保护技术和计算机网络技术息息相关。实施网络化技术是符合继电保护技术开放性发展要求，既能给继电保护技术提供直观的操作检查范围，又能为继电保护的更新提供有力的支持。发展继电保护网络化有两大优势：第一，可以通过计算机网络模拟，分析出电力系统运行中可能出现的故障，提前预防；第二，一旦事故发生，网络化继电保护装置不但可以反映出故障，也可以反映出故障的起因，具体时间地点，这样更有利于故障的处理。现在人们早已进入了信息化时代，在电力系统的各个组成单位之间可以通过网路实现信息资源共享。运用网络化继电保护技术，还可以简化繁杂的继电保护线路，更便于施工。

我国目前为了测量电网电流电压、保护线路和控制运行，不得不将室外的所有变电站设备的控制电缆都引到电力系统的主控室。由于电缆过多，不仅增加了投资资金，而且也让二次回路变得非常复杂。因此，一体化的发展已成必然趋势。一体化装置可以将各方面的数据汇总整理，简化以往继电保护复杂的工作。

总之，在现阶段，电力系统的首要工作就是要正确处理好配电网中发生的故障，这样才能有效地提高配电网的运行效率，保证电力系统更加安全、有序、高效地运行，促进电力企业的可持续发展。

参考文献：

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[3]罗平.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].中国新技术新产品，2013，01：101-102.