配網(wǎng)自動化繼電保護(hù)配合與故障隔離技術(shù)研究

劉坤發(fā) 張存中 劉振民

引言：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平得到了顯著提高，對于工業(yè)生產(chǎn)和人民生活所需的電能也逐漸在提高，尤其電網(wǎng)建設(shè)速度的加快，各級供電企業(yè)都在進(jìn)行改革，爭取建設(shè)智能配電網(wǎng)，而在智能電網(wǎng)中最為關(guān)鍵地部分就是配網(wǎng)自動化繼電保護(hù)裝置，如何將繼電保護(hù)裝置進(jìn)行合理配置和選擇至關(guān)重要。在本文中就詳細(xì)介紹下配網(wǎng)自動化中繼電保護(hù)裝置容易出現(xiàn)的問題，將從配電網(wǎng)的多級配合、多級級差保護(hù)與集中式故障處理的協(xié)調(diào)配合和多級級差保護(hù)與電壓時(shí)間型饋線自動化的配合三個(gè)方面來探討繼電保護(hù)與配電自動化配合的故障處理措施

一、配電網(wǎng)故障分析

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力成了各個(gè)企業(yè)和人們生活使用的重要能源，所以人們對用電的穩(wěn)定性提出了較高的要求。影響供電可靠性的原因有很多，其中配電網(wǎng)故障是最主要的原因之一，好多企業(yè)對配電網(wǎng)故障也是越來越重視。為了能夠在故障發(fā)生的時(shí)候，盡量減小故障影響，避免因出現(xiàn)故障導(dǎo)致整條線路停電影響生產(chǎn)效率，提高持續(xù)用電性，好多企業(yè)利用斷路器來取代饋線開關(guān)，為了能夠使距離故障點(diǎn)上游故障區(qū)域最近的斷路器跳閘。但是這樣的方法有很多弊端，經(jīng)常會因?yàn)楦骷夐_關(guān)的保護(hù)配合存在問題，而導(dǎo)致越級或者多級跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，不能很好的實(shí)現(xiàn)持續(xù)用電。而且故障出現(xiàn)后也不能很快的判斷是永久性故障還是瞬時(shí)性故障，對故障的快速處理產(chǎn)生了影響。還有一些企業(yè)直接使用負(fù)荷開關(guān)來代替饋線開關(guān)，雖然這種方法可以很好的解決多級跳閘等問題，也可以很快的判斷故障的性質(zhì)，但是又有新的問題出現(xiàn)，就是不論在配電網(wǎng)哪一處發(fā)生故障，整條線路都會出現(xiàn)停電現(xiàn)象，還是不能實(shí)現(xiàn)持續(xù)用電。

二、繼電保護(hù)與配電自動化配合的配電網(wǎng)故障處理措施

（一）配電網(wǎng)的多級保護(hù)配合

配電線路有兩種情況，一種情況是配電線路的配電半徑比較短、分段數(shù)量很多第二種情況是配電線路配電半徑比較長、分段數(shù)量比較少。如果是在第一種情況下發(fā)生故障，在故障上游各分段開關(guān)短路的時(shí)候，電流水平差別不會很大，所以電流值不能根據(jù)電力進(jìn)行設(shè)定，沒有辦法根據(jù)此方法實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的多級保護(hù)，應(yīng)該采用保護(hù)動作延時(shí)時(shí)間來進(jìn)行從而實(shí)現(xiàn)極差配合的效果，找到故障點(diǎn)。如果是在第二種情況下，當(dāng)線路出現(xiàn)故障，線路故障上游的開關(guān)出現(xiàn)短路的時(shí)候，電流水平會產(chǎn)生很明顯的差別。這樣用延時(shí)極差和電流定值的方法來實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的多級保護(hù)配合，并及時(shí)處理故障。

（二）兩級極差保護(hù)配合

好多變電站都是利用低壓側(cè)開關(guān)來保護(hù)電流，這樣可以有效的減少短路電流的影響。還有就是，為了降低對上級保護(hù)定值的影響，在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行兩級極差保護(hù)延時(shí)配合的設(shè)置。目前，饋線斷路器實(shí)現(xiàn)機(jī)械動作需要30~40ms，實(shí)現(xiàn)熄弧需要10ms需要30ms來保證保護(hù)的固有相應(yīng)時(shí)間。所以，對饋線開關(guān)進(jìn)行保護(hù)動作延時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)將故障電流進(jìn)行快速切斷。把合適的熔斷器裝配在開關(guān)上后，產(chǎn)生的磁涌就會很少，這時(shí)適當(dāng)加大電流值就能提高分析故障的效率。

（三）三級極差保護(hù)配合

隨著科技的發(fā)展永磁操動和無觸點(diǎn)驅(qū)動技術(shù)被大量應(yīng)用，從而大大減小了保護(hù)的動作時(shí)間。采用三級極差的保護(hù)配合的方法可以有效的解決配電網(wǎng)故障，該方法的實(shí)現(xiàn)主要的因素就是永磁操動技術(shù)和無觸點(diǎn)驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用，來進(jìn)行保護(hù)的配合。通過設(shè)置饋線開關(guān)的保護(hù)動作延時(shí)，可以在很小的范圍內(nèi)切斷故障電流，從而使得變電站和開關(guān)的極差保持一定的選擇性，最終實(shí)現(xiàn)三級極差保護(hù)配合。

三、多級極差保護(hù)與集中式故障處理的協(xié)調(diào)配合

不同的故障區(qū)域和不同的故障線路，使用的處理故障方式也有不同之處，下面我們分析一下。

第一種情況是架空饋線的故障。觀察其主干線如果都為架空饋線，我們應(yīng)采取的故障處理方式是集中式，需要注意的是：此故障可分為瞬時(shí)故障和永久性故障兩種情況，所謂的瞬時(shí)故障就是當(dāng)架空饋線故障發(fā)生后，位于變電站出現(xiàn)處的斷路器開關(guān)會自動跳閘，這樣就能切斷故障電流，在跳閘經(jīng)過0.5 s的保護(hù)延遲后，斷路器開關(guān)能夠又重新的自動閉合，反之，如果經(jīng)過0.5 s的保護(hù)延遲后，斷路器開關(guān)不能成功的自動重合就說明是永久性故障，然后主站將配電終端所的開關(guān)故障信息進(jìn)行收集、整理和分析并判斷出發(fā)生故障的位置，最后就要及時(shí)處理故障。對于瞬時(shí)故障而言需要將瞬時(shí)性故障處理的相關(guān)信息記錄到相應(yīng)文件中就可以了。而對于永久性故障，工作人員要對故障區(qū)域內(nèi)以及附近的開關(guān)分閘進(jìn)行控制，將故障區(qū)域隔離出來，然后將與故障相關(guān)的斷路器開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘，使整個(gè)供電系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行，然后做好相關(guān)的記錄。

第二種情況是電纜饋線故障。主干線如果全都是電纜饋線，采用集中式故障處理方式，電纜饋線故障出現(xiàn)后，位于變電站出現(xiàn)處的斷路器開關(guān)會自動跳閘以切斷故障電流，可以直接確定為永久性故障，之后主站將配電終端所的開關(guān)故障信息進(jìn)行收集、整理，并分析出故障所在區(qū)域。之后的操作就是將故障區(qū)域內(nèi)以及附近的開關(guān)分閘進(jìn)行控制，隔離故障區(qū)域，并對故障相關(guān)的斷路器開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的發(fā)出合閘指示，以便恢復(fù)整個(gè)區(qū)域的電力供應(yīng)，并做好相關(guān)的記錄。

第三種情況是用戶支線故障。在發(fā)生此故障時(shí)，同樣故障發(fā)生之后，用戶支線的斷路器會立即跳閘，這時(shí)我們要注意的是：觀察發(fā)生故障的用戶支線是架空線路還是電纜線路。在根據(jù)該類型線路進(jìn)行故障分析，如果是電纜線路可以直接確定為永久性故障。如果是架空線路，那就需要快速控制對重合閘的開放，如果經(jīng)過0.5 s延時(shí)，故障斷路器開關(guān)能夠自動重合成功，這就說明這次故障是瞬時(shí)性的，反之，則為永久性故障，然后根據(jù)不同的性質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

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