继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理研究

陈惠

摘 要：在现代社会经济和科学技术的快速发展下，配电自动化也获得了更广阔的发展空间。但是受电力系统运行复杂的影响，配电网运行的过程中会遇到一系列的故障问题，如一些电力企业会选择断路器作为基本的馈线开关，目的是在配电网出现故障而发生断路之后，能及时通过跳闸操作来阻断电流，在最大限度上减少断路对电力系统运行的不利影响。但从发展实际情况来看，一旦出现断电故障，线路开关保护会出现多级跳闸的现象，且这种跳闸会引发较高频率的断电问题。

关键词：继电保护; 故障; 配电自动化;

继电保护与配电自动化配合的配电网多级保护的原理和操作可行性。对于供电半径长、分段少的配电线路，在线路发生故障时，故障上方位分段开关短路电流会出现较大差异。对于这种差异明显的电流可采取三级保护方式，根据实际情况有选择的切断故障。对于供电半径较短的开环城市配电段线路或农村配电段线路，在出现故障时故障位置上游各个分段开关的电流不会出现明显差异，想重新设置电流数值也较困难，这时可依靠保护动作的延迟时间差来切除故障。

1继电保护原理与配电自动化可行性

1.1继电保护原理

继电保护具有重要的安全意义，其能在电路本身发生故障问题时迅速进行对应动作，达到保护基础区域的目标。通常情况下故障电流的差异性较为显著，因此可采用三段保护的措施，针对电流本身的固定数值及上下配合方式进行操作，有效达到保护选择目标及效率需求。在线路建设距离相对较短的城市配电范围中，继电保护可在故障发生时通过保护延时的方式进行基础配合，有效解决故障切断问题，进一步强化安全性能。如果线路长度大于1km便需应用中间断路器，确保能达到预定效果。在与配电自动化协同的技术方案中，分支电路的开关与用户开关、变电出口短路器需通过合作的方式降低故障出口越级可能性，实现选择性关闭的效果，削弱故障带来的损害。

1.2配电自动化可行性

常规配电自动化方案主要分为三个类型：就地控制、集中控制、分布控制。分布式策略主要通过馈线装置间的信息交换方式实现快速定位问题区域、自动隔离、恢复原状态等功能;集中控制与就地控制两种方案的应用时间都处于分钟级状态，相对于分布式策略存在效率劣势。通过采用分布配电自动化可使故障隔离操作在瞬间完成，有效增强系统本身的运行稳定性，降低问题带来的损害[2]，因此常规配电自动化主要采用分布控制的方式运行。在这种模式中，分段开关需结合断路器应用，针对故障区域进行直接切除，实现损害控制的效果。同时还可有效提高供电修复的效率，缩减后续经济损失规模。在分布式操作类型中自动化分为两种实现方式，即协同与代理。协同策略通过对数个智能终端进行规划，使其能达到配合的效果，在故障发生时快速完成定位操作并进行隔离、恢复等环节;而代理方式则需利用单个智能化终端进行操作，整体应用效率较高，但安全性较差。一旦智能化终端出现问题，便会导致自动化流程无法执行，严重损害应用效果。

2多级差配合的可行性

考虑到涌流电流比主开关小得多，适当提高跳闸动作中电流门限值，不需采取延时措施，就可以防止涌流。通过这种方式，分支断路器或过流断路器可以更快地排除故障，但分支线路或用户侧断路器需要人工操作，因此不推荐用于配电自动化馈线。下面是对三級差动保护的可行性分析，科学技术的飞速发展，使开关技术迅速发展，永磁执行机构和无接触驱动技术大大缩短了保护动作时间。永磁驱动器的工作时间约为10ms，无触点电子驱动电路的分闸、合闸延迟时间可小于LMS，本算法可以在10h左右完成对系统的故障诊断。快速保护断路器可以在30ms内切断故障电流，如果馈线开关设定保护动作延迟为0ms，则故障电流可以在30ms内迅速切断故障电流，考虑到一定的时间间隔，上馈线开关可以在100～150ms内整定保护动作延迟，为变电所千伏出线开关的整定保护动作延迟250～300ms，与变电所低压侧开关仍有200～250ms的级差，保证了选择性，实现了三级差动保护。备用保护动作选择变压器、断路器、负荷开关、隔离开关、线路和电流互感器（即变电所低压侧开关的过流保护），所提出的多段差动保护方案不会改变备用保护的整定值，因此不会影响这些设备的热稳定性。研究结果表明：在不影响上部保护配合的情况下，弹簧储能操作机构可实现至少两级差动保护配合。采用永久磁控机构与无接点驱动技术，实现了三步差分保护协调。在承受大短路电流的情况下，变电站低压侧开关的过流保护动作的延迟时间，可适当延长，以达到高电平保护合作。

3继电保护与配电自动化的配合

3.1二级距离保护配置

一是选线开关、断路器开关、用户开关、分支开关、变电所选线开关、主干开关、负荷开关;二是设置保护动作延迟时间。变电站接线开关的保护时间只有200～250ms。设置上述两级距离保护，首先可以快速发现故障点，缩短故障处理时间，提高处理效率;其次可以避免分支线路或用户线路区段跳闸，由于断路器具有多级距离保护，可以在第一时间及时切断故障点，避免与其他线路的关联。

3.2中央故障处理措施

当处理故障时，可先用断路器断开，延迟0.5s后，若线路连接成功，则判定为瞬间故障，如果线路出现故障，则表明故障是永久性的。本发明的优点是能有效地进行地区分支线和用户线路故障，减少变电站断路器断开后大面积停电，并能有效地划分继电保护的三级保护范围。

3.3馈线自动化馈线

分网与重闸形式的合理配合，保证了分网与重闸时间的协调。由于分叉故障和用户线路故障等原因造成的全网停电事件频繁发生，所以，在配电自动化中，当供电线的开闭开关无动作时，为使其能在一定电压时间内进行区分处理，从而实现配电自动化，需合理选择配电保护技术。确保无故障线路正常运行，正常供电。

4配电网自动化与继电保护协同应用的展望

随着科技的进步和电力工业的发展，配电自动化在社会生产、生活中的作用日益突出，配电网络自动化系统是一大类复杂的综合系统，这些设备和子系统众多，许多技术已经成熟和完善。集成、智能化、一体化是未来的发展趋势，能够完全共享和执行各种应用程序，使用户的利益最大化。为了减少施工和维修费用，提高供电可靠性，国内专家提出了基于神经网络的压力响应控制策略，以保证合格电压，克服盲目调整的缺点，减少故障和检修的可能性，配线载波通信技术和用户用电技术在配电自动化新技术方面都有突破。继电保护系统安全稳定运行，越来越多的计算机技术应用于继电保护系统，推动了继电保护向网络化和智能化方向发展。

5总结

综上，在社会经济的快速发展下，电力资源在人们生活中的作用日益凸显出来，由此热也对继电保护能力提出了更高的要求，继电保护工能够为配电自动化的实现和发展做出重要的贡献，有效提升电力系统故障的处理效率，减少电力系统运行维护成本。相应在智能电网的深入发展下，继电保护和配电自动化的紧密程度也会不断增加，电力系统的故障处理速率也会大幅度的提升，电力事业也会朝着更长远的方向发展。

参考文献

[1]邵长锋，吴丽君.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].工程技术：引文版，2016，2.

[2]曹铸强.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].自动化应用，2018，3.

[3]刘文浩.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理措施分析[J].科技风，2017，24.

[4]谭周权.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理探讨[J].中国战略新兴产业，2017，9.