配电自动化与继电保护相结合的配电网故障处理分析

王 伟

（国网安徽省电力有限公司淮北供电公司，安徽 淮北 235000）

0 引 言

为了能够保证配电网的运行安全，我国在促进电力行业发展的过程中，采取了许多的措施。配电自动化和继电保护是两种能够实现对配电网进行控制和保护的措施。从配电网故障处理的角度出发，将配电自动化与继电保护的形式结合起来，能够在一定程度上满足当前配电网的高效运行和电能供应需求，也能够促进智能电网在电力行业中的发展。

1 配电网故障及其处理原则

1.1 配电网故障处理的过程

在配电网的运行过程中，各种故障问题是不可避免的，而基于保障配电网安全运行的要求，电力企业结合配电网运行中经常出现的故障问题，应用断路器来代替以往的隔离开关，在保证配电网的安全运行方面起到了一定的作用。但随着我国科学技术的不断发展，断路器在配电网中应用的主要问题也逐渐暴露出来，电网的运行系统难以利用断路器来对整个配电网产生的故障问题进行有效的判断[1]。造成这种现象的主要原因是当故障发生时，整个电力系统在运行过程中很容易产生多级或越级跳闸的问题，而断路器很难满足这些故障的判定需求。

在此基础上，一些电力企业用负荷开关来代替以往应用的断路器和馈线开关，但这种判定配电网故障的方式也存在着一定的缺陷和不足，很容易因配电网的故障而产生频繁停电的现象[2]。除此之外，当整个配电网的线路和技术水平逐渐提高时，主干线路产生故障的概率降低，支路产生的故障问题占据较大的部分。在这种情况下，一些电力企业会选择安装具有跳闸性能的开关来满足判定支路故障的需要，这种方法在保障配电网安全运行的过程中取得了较为明显的效果。

1.2 配电网故障处理的主要原则

及时对配电网产生的故障问题进行处理，能够在减少配电网运行损失的同时，保障整个配电网线路的运行安全。结合以往配电网运行中存在的故障问题，在分析故障问题的处理经验之后，总结出以下几个需要遵循的具体原则：

（1）在对配电网的故障进行处理时，需要遵循提高供电可靠性的原则[3]。供电是配电网的基本功能之一，无论是配电网的设置还是线路的规划，都需要尽可能避免出现短路的问题，减少在配电网运行中出现故障的次数，才能够达到提高供电可靠性的目标。

（2）在对配电网的故障进行处理时，还需要遵循扩大供电总体能力的原则。在对配电网的故障进行处理的过程中，一方面需要注重加强电路的清晰度，在故障的维修处理当中不断提升各种故障现象的维修能力；另一方面也需要注意故障处理和维修的效率，尽量缩短故障处理的时间，减少故障期间对配电网以及电力企业的运行发展造成的损失。除此之外，还需要提高对配电网运行中经常存在的跳闸这一故障问题的重视程度[4]。以加大保险丝的保护力度、适当控制和调节电网过热的情况等措施，减少因频繁跳闸给配电网的正常运行造成的影响。

（3）在对配电网的故障进行处理的过程中，还需要注意遵循电网高效经济运行方式的原则。配电自动化与机电保护之间的有效配合，是一种能够有效处理配电网运行故障的措施。在应用该方法的过程中，需要坚持高效的原则，以对整个配电网和电力系统更高的掌握能力来发挥维修故障的作用。在这种高效的故障处理下，能够通过有效降低维修和保护的成本来提高配电网运行的经济性，从而更好地为电力企业的运行发展创造价值。

2 配电网故障处理分析

故障处理是整个配电网运行过程中需要重点注意的内容，及时对配电网运行中产生的故障问题进行处理，不仅能够更好地满足配电网高效运行的需要，还能够在满足市场对于电能供应需求的同时，进一步促进电力企业的发展。在对配电自动化与继电保护配合的配电网故障处理方法进行分析时，可以从以下几个方面入手。

2.1 配电网多级保护配合的可行性

从本质上来说，配电自动化与继电保护配合的配电网故障处理方式，是一种多级保护配合的方式。之所以能够应用这种方式来对配电网的故障进行处理，最主要的原因就是这种方式无论是从理论上还是实践上都能够体现出较大的可行性。在对这种配电网多级保护配合方式的可行性进行分析时，最主要的就是了解配电网多级保护配合的原理。

多级保护配合具体包括多级极差保护配合，以及三级极差保护配合两种形式。从多级极差保护配合的角度来说，当配电网的整体配电线路分段较少，且整体的线路较长时，如果配电网中某一段具体线路产生故障，故障位置之前的开关很容易受到故障的影响而出现短路的情况。对这种故障进行处理时，主要应用的是将电力定值和延时极差协调配合的形式，发挥多级保护在处理配电网故障中的作用；而当配电网的整体配电线路分段较多时，由于开关对电流定值的影响相对于前一种情况来说较小，因而通常采用保护动作延时时间极差配合的方式来对配电网的故障进行选择性处理。从多级极差保护配合的具体情况来看，这两种处理方式分别在我国的农村和城市配电网运行和故障处理中发挥着重要的作用。

而从三级极差保护配合的角度来说，由于配电网运行中应用的开关技术水平不断提高，因而在故障问题发生时，过流保护的时间也会越来越少，在这种情况下，应用三级极差保护配合的方式，能够满足配电网故障处理的需要。在对故障进行处理时，三级极差保护配合的方式需要借助永磁操动机构来缩短电路分闸驱动的时间，从而不断缩短对配电网故障进行判定的时间，减少因持续的故障问题的存在给配电网的正常运行造成的影响和损失。而需要注意的是，由于在进行故障处理和保护的过程中会产生时间延迟的问题，因而在应用三级极差进行保护配合时，需要对上级馈线开关设置±125 ms左右的延时时间，同时还可以事先在变压器的低压侧预留225 ms的极差，让配电网的故障处理能够体现出一定的选择性，以便能够更灵活地对配电网的故障问题进行处理，进而为配电网的正常运行提供保障。

2.2 利用两级极差进行配合保护

两级极差配合保护是配电自动化和继电保护相配合的具体保护措施之一，在利用两级极差对配电网进行配合保护的过程中，首先需要选用线路开关，在配电网运行中应用的分支开关、出线开关、用户开关3个部分应用断路器，而在主干线开关中则应用负荷开关，并将开关侧的保护差级控制在200～250 ms的范围之内。在这种情况下，用户以及分支断路器的开关保护延时能够达到0 s。在具体应用这种方式进行配合保护的过程中，当配电网出现故障时，断路器跳闸之后不会对配电网的其他部分造成影响。这种利用两级极差来对配电网的故障进行处理的方法，主要能够应用于配电网的分支线路当中。

2.3 对故障进行集中处理

在应用配电自动化与继电保护相配合的方式对配电网的故障进行处理时，还需要结合故障发生的具体类型，对位于主干线路的故障问题进行集中处理。在对主干线路上产生的故障进行处理时，需要对该主干线是否属于全架空馈线进行判断。当主干线路属于全架空馈线时，其所产生的故障情况会使得变压器中的出线断路器发生跳闸，故障电流能够被及时切断。在经过延时后，如果断路器产生了二次重合的现象，就可以判断其发生的故障是瞬时性的故障，而如果断路器呈现出重合失败的现象，就可以判断其发生的故障是永久性的故障。在得到对于故障结果的判断之后，就需要依据故障的具体类型及时采取有针对性的措施进行处理。当得到的判断结果是瞬时性故障时，这种故障会被直接保存到故障处理记录当中，而得到的判断结果是永久性故障时，就需要借助遥控技术设备来对故障发生位置周边的开关进行及时的控制，通过对开关的控制来及时隔离发生故障的区域，同时将该故障记录保存下来，为保障后续配电网的运行安全提供更加科学的参考依据。

当主干线路属于全电缆馈线时，配电网的故障可以直接判定为永久性故障，在故障发生后，断路器跳闸的同时也需要及时切断电流。依据对整个配电网运行情况的反馈找到故障发生的主要区域。通过对区域内故障点具体位置的确定，借助遥控技术和相关设备将故障发生区域进行隔离。在配电网的其他区域供电恢复之后，再将故障的相关信息及时保存到故障记录当中。而当配电网的分支和用户线路发生故障时，则需要具体应用故障区域用户和分支断路器跳闸的方式，及时切断故障电流，以保证整个配电线路的运行安全。

2.4 利用电压时间型馈线和多级极差保护自动化

在应用配电自动化和继电保护相配合的方式来处理配电网故障时，还可以采用利用电压时间型馈线和多级极差保护自动化的方式。这种配电故障的保护方式在实际应用中也需要对配电网的故障区域进行隔离，从而保证配电网运行区域内的供电可靠性和安全性。从本质上来说，电压时间型馈线和多级极差保护自动化是两种故障处理和保护的方式，但由于电压时间型馈线自动化在实际的应用中暴露出一些问题，很容易在故障处理的过程中造成全线短暂停电和断路器跳闸的现象，因而需要将其与多级极差保护的方式相互配合。而这种对配电网故障进行处理的方式，也是符合配电自动化与继电保护相配合的基本原理的，因而能够在处理配电网故障中发挥一定的作用。

具体来说，电压时间型馈线以及多级极差保护自动化的方式，需要在配电网运行前将重合器安装到变压器低压侧出线开关的位置上。在完成安装后还需要注意延时对故障处理问题造成的影响。在将延时的范围控制在200～250 ms之内后，将电压时间型分段器作为主干馈线的开关，而在分支和用户开关的部分应用断路器。在这样设置后，即使主干线路在运行中发生故障问题，也能够采用电压时间型馈线的相关技术原理来对故障问题进行处理。

在当前我国科学技术水平不断提高的背景下，配电网运行过程中应用的各种电力设施设备也在不断的调整和升级，电缆化以及绝缘化逐渐成为配电网运行和故障处理的主要发展方向。在市场对于电能的大量需求成为配电网高效运行和发展的主要动力的前提下，故障处理工作在配电网运行和发展中占据的比重越来越大，也越来越受到电力企业的关注。而由于电缆化和绝缘化的不断发展，现阶段我国整体上的配电网主干线路中产生的故障问题已经呈现出明显的下降趋势，而分支线路中存在的故障问题成为对配电网整体运行产生影响的主要因素。从大多数情况下对配电网故障问题处理技术的应用原理来看，即便是配电自动化与继电保护相配合的故障保护形式，在实际应用中也大多是依据安装开关装置和及时对故障区域进行隔离的原理来实现故障处理目标的。从这一方面来说，在这种对故障处理基本原理的基础上，将当前电力行业发展中应用的自动化技术和更加先进的保护技术相融合，能够更好地实现对于配电网故障处理的主要目标，从而更好地保障整个配电网的安全、高效运行[5]。

3 结 论

综上所述，配电自动化与继电保护相配合的配电网故障处理方式，能够对促进当前我国配电网的高效运行起到重要的作用。结合当前市场对于配电网运行和电能输送的要求，要想充分发挥配电网的作用，不仅需要加强对配电网实际运行情况的有效控制和保护，还需要能够在故障发生的第一时间对故障进行处理，依靠配电自动化和继电保护相配合的方式来更好地满足配电网安全高效运行的需要。