基于继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

李阳

摘要

随着电力被应用于社会的各个领域中，配电网的铺设范围正在不断扩大，因此遇到的问题也越来越多。为了保障配电网络可以持续发挥效用，实现多级保护，同时考虑到输电过程中的延迟问题，在继电保护与配电自动化技术的基础上，综合解决配电网络故障问题。通过对配电网络可能出现的问题的研究，依据两级级差保护和三级级差保护的配置原则，提出具体的解决方案，防止因为局部问题而导致整个配电网络不能正常工作。

【关键词】继电保护 配电自动化 配电网络故障处理

当今时代是智能化时代，电网的智能化发展也己步上正轨，并且在诸多领域得以应用。智能电网的发展离不开配电自动化在其中发挥巨大的作用，并且配电自动化有利于简化配电工作，节省人力，保障配电网络的正常化工作、提升供电强度。配电自动化的作用便是处理配电网络中出现的各种问题，诸多学着已经针对此进行了系统化地研究，但是并未在实践应用中得以证明。所以本文主要探讨在配电网络实际工作中，多级保护相互配合和集中处理故障的技术因素，为将继电保护与配电自动化的融合提供依据。

1 配电网络故障处理基本原理

我国是农业大国，农村人口以及面积占据着我国的巨大比例，我国亦注重三农问题，因此，农村配电是各个地区重点关注的问题。由于农村面积较广，配电线路较长，一旦某一处的线路发生故障，会使得电流传输而来的方向的各个开关的短路电流，较于其它区域而言，相对明显。可以采用定点采集电流数据以及延时级差相融合的方法进行故障的处理。

与农村电路相反的是城市电路，因为城市用电较多，用电作业较为繁重，所以城市电路相对而言半径较短，分段数也较多，当某一处的线路发生故障时，电流传输而来的方向的开关处的电流变动不明显，所以不宜对其开关处的电流进行测量，而应该利用电流延时保护机制对其出现的故障进行处理。

2 多级级差配合的可行性

2.1 两级级差保护的可行性

两级级差保护配合主要针对的通过对变电站10KV开关（出线开关以及馈线开关）设立延时机制，当故障出现时，因为有一定时间的延迟，电流对系统的损害会得到降低，不至于出现配电系统崩溃的情况。通常会将变电站的延时时间设置为0.5S，为了保障其它电路的有效工作，0.5S的时间内必须完成多级级差的保护。

在我国目前的电力领域中，馈线断路器开关需要的工作时间通常是30～40MS，熄弧时间10MS，要想起到保护作用，反应时间一般是30MS，两侧的开关延时可以定为100MS，需要在这个时间段内完成电流地切断工作。理论学界曾经提出过一种方法，便是在分段开关或者用户终端设立过流脱扣断路器或熔断器，在实际情况中，励磁涌流在分段开关或者用户终端处较小，这时便不需要继续增加延时保护机制，可以适当加强脱扣动作电流阈值，因为这样做所需要的时间会更少，保护效果却会更佳。当故障出现后，分段开关处的问题需要人工进行处理，不能再瞬时间依靠机器排除故障，所以在分段开关处不适宜应用配电自动化技术。为了保证充足的故障处理时间，变电站处的开关延时应设定为200～250MS为宜，为两级级差互相配合发挥作用创造有利条件。

2.2 三级级差保护的可行性

新时代科学技术得到了迅速发展，相关的开关技术已经有了很大提升，尤其是永磁操动机构和无触点驱动技术的发展，为即使处理故障创造了时间条件。由于这两种技术相互配合应用于配电网络故障处理中，分闸时间通常10MS，而延时时间通常可以缩小到1MS。只有当变压器、变电站、开关、线路综合发挥作用，才能使多级级差的保护效果发挥到最好。

3 多级级差保护与集中式故障处理的协调配合

3.1 两级级差保护的配置原则

应用两级级差进行保护，之中最为重要的便是合理设立开关，一般设立开关时，需要遵循以下的原则：主干馈线开关不得使用负荷开关以外的开关;分支开关以及用户终端应该使用断路器;变电站处也应该使用断路器。断路器处的延时时间应该设立为0，动作延时时间应该是在200～250MS的范围。

3.2 合理设置开关的优势

（1）当分段线路或者用户终端发生故障后，与其距离最近的开关会立即跳闸，保护分支线路，而变电站处的开关不会受到任何的影响，防止了局部出现故障而导致整个供电区域大面积地停电。

（2）当故障发生后，不会因为某一区域发生故障，而使得未发生故障的区域出现开关问题的现象，便于今后对于故障地处理。同时，有助于针对性地解决故障问题，使得出现故障的区域在最短时间内可以再次进行工作

（3）降低了整个工程的成本，提高了经济效益。

4 多级级差保护下的集中式故障处理策略

4.1 主千线为全架空馈线时，集中式故障处理方法

一旦馈线发生故障，变电站会立即收到故障信息，然后停止对其的电流供应，在经过一段时间的延时之后，会重新供电，如果可以继续供电则是瞬时故障，如果不能继续供电，则是出现了不能自动修复的故障。然后电力网络系统会因此判断出具体出现故障的位置，并因此决定是否排除工作人员对其进行处理。

4.2 主千线为全电缆馈线时，集中式故障处理方法

一旦认为馈线发生故障，那么便是后永久性故障，在这种情况下，变电站应立即停止电流的供应，然后主站通过获得的信息判断故障区域，然后远程控制周围开关断开，保障其它区域的供电。并将信息记录下来，为今后研究相关问题提供数据支持。

4.3 分支线路或用户终端发生故障后，集中式故障处理方法

分段开关以及用户终端应立即阻断电流的传输，如果此处的线路为架空线路，可以再次闭合开关进行电流的传输，如果电流可以正常输出可以判断是瞬时的故障，如果电流不能正常输出则可以判断为永久性故障。

5 结语

针对供电线路较长，分段开关较少的一农村电路为代表的线路，可以在其故障区域周围的开关进行电流数值的测量，判断出故障区域并立即进行故障处理工作。丧失对于城市电路而言，一般需要用到延时装置，才能保证整个系统的正常工作。在进行事先的准备工作时，保证遵循上级所制定的原则，可以引用弹簧储能操动机构，实现两级级差的相互配合。而三级级差的相互配合需要永磁操动机构和无触点驱动技术共同发挥作用。为了保障整个电力网络供电的可靠性，可以使用断路器与负荷开关相配合的工作方式，利用配電自动化技术与多级保护的方式，保障更大的供电范围，减小为用户带来的损失。为了防止分支线路的故障对整个电力系统造成冲击，可以采用多级级差保护与电压时间型馈线自动化配合方式。

参考文献

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