淺談配電網自動化的繼電保護技術應用

黃寧生

摘 要：廣域繼電保護下的配電網自動化系統(tǒng)具有故障點定位快速、可降低系統(tǒng)沖擊、供電恢復快速等優(yōu)點。文章從配電網自動化系統(tǒng)著手，系統(tǒng)分析了繼電保護技術具體的應用。

關鍵詞：配電網；自動化系統(tǒng)；繼電保護；技術應用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）21-0085-02

伴隨著城市大范圍停電事故的增多，造成了相應嚴重的經濟損失，也為正常的社會秩序帶來了不利的影響，因此人們對于城市配電網的可靠性關注度也愈發(fā)增強。對比國外城市配電網系統(tǒng)而言，我國的電網建設中，電網網絡架構基礎薄弱、安全保護運行控制措施較為缺乏。

1 配電網自動化系統(tǒng)研究

①集中式智能配電網自動化系統(tǒng)。其主要立足于在事故發(fā)生之后的網絡重構及故障隔離工作，對于重構及隔離方面的處理判斷，主要集中于配電網調度系統(tǒng)。另外就隔離與重構方面工作支持的瞬間系統(tǒng)，對于通信網絡存在著極強的依賴性。其中集中智能式的自動化配電網系統(tǒng)終端設備方面，主要的功能是：就配電系統(tǒng)方面的電參數(shù)予以采集，其不足之處為缺少就地的控制舉措。受技術措施條件及客觀因素限制，在現(xiàn)實應用中，集中智能式的自動化配電網系統(tǒng)未能有效發(fā)揮其預期的效果。

②分散式智能配電網自動化系統(tǒng)。分散智能（分段器同重合器配合）形式，主要是選取了具備關和及開斷短路電流能力的重合器，進行作為饋線分段的開關，對于重合器方面的重合次數(shù)以及保護動作的延時時間，均能夠進行整定，通過重合器方面時序的配合，進一步實現(xiàn)饋線故障的自動隔離，就非故障趨于的供電功能予以自動的恢復。且采取重合器組進行實現(xiàn)自動化配電網功能化的話，無需通信手段進行支持。通過依據(jù)重合器自身斷開故障電流的效能，實現(xiàn)對故障的就地隔離，即能夠有效地避免因為局域故障，而導致的整體線路停電情況，同時也能動自根本降低變電站方面，出線斷路器的動作次數(shù)。此系統(tǒng)運用的缺點主要存在于：在系統(tǒng)產生永久性的故障時候，為了選擇和隔離故障點，會對配電系統(tǒng)造成多次沖擊，不僅僅會致使線路老化，且對于配電系統(tǒng)也會造成相應的擾動，這對于電力配電網的發(fā)展而言是不允許的。

2 繼電保護技術應用分析

2.1 配電網絡格化繼電保護的內容研究

①納含了縱聯(lián)式保護、階段式保護、遠方跳閘保護、故障狀態(tài)的差動保護及遠方備用電源自動切入功能的配電網終端控制保護。

②因地制宜理念下的適宜通信通道。

③在線修改保護方式或自動適應與整定值的繼電保護系統(tǒng)

2.2 廣域繼電保護技術的實際應用分析

以下為筆者通過實踐，結合一手拉手配電系統(tǒng)案例，對于廣域繼電保護應用情況展開的簡單說明。

如圖1可知，在正常的情況下，L1、L2、L3、L4線路段，由變電站A通過CB1進行供電，而L5、L6、L7、L8線路段，則是由變電站B段進行通供電，S4聯(lián)絡斷路器為長開狀態(tài)。當斷路器S1及S2間的L2段出現(xiàn)故障（非單相接地），線路出口保護，會使得斷路器CB1產生動作，將故障線路予以切除，傳統(tǒng)意義上對于故障隔離以及供電恢復的方法，是利用重合器及分段器之間的配合，經過重合器的多次重合實現(xiàn)的，此方法對于通信不會產生依賴，但是因為重合器在此過程內會出現(xiàn)多次重合，對于配電系統(tǒng)方面所產生的擾動，在某些特定的環(huán)境下是無法予以接受的。

而帶有配電網網絡化的繼電保護智能重合器，在對故障狀態(tài)差動展開保護時，其基本的原理大致如下：每一饋線的分段開關，均選取智能化的重合器，每一個重合器的智能單元內，均設置有一故障狀態(tài)邊量裝置，進行測定反映在線的電流值有無超限。當故障的電流在大于整定值的時候，也即是越限的時候，這一故障狀態(tài)的變量為1，否則為0。在故障發(fā)生之時，在智能單元故障狀態(tài)的變量是1抑或線路失壓的時候，智能單元端便可主動的將開關的狀態(tài)及狀態(tài)的變量和記錄的信號，以點對點形式的通信方式，轉送至鄰近的智能單元，經過智能單元的判斷，進行識別故障的區(qū)段，并自動的將故障予以隔離，將非故障區(qū)段的供電進行恢復。這種繼電的保護功能，被稱之為故障狀態(tài)的差動保護，能夠使得配電網系統(tǒng)于故障發(fā)生時，避免受到多次的打擊，并可以迅速的恢復供電。

在圖1手拉手環(huán)網內，當開關S1同開關S2間的線段L2出現(xiàn)故障時，因故障電流，變電站A線路保護回事的斷路器CO1發(fā)生動作，將故障線路進行切除。對于設置在開關S2與S3位置的智能單元，沒有存在故障電流，經過點對點的通信，每一個智能單元故障狀態(tài)的變量與臨近單元主動輸送來的故障狀態(tài)的變量，會經過系統(tǒng)運算判別故障，結果是1，識別得出此故障發(fā)生于S1同S2間的L2線段上，繼電保護即刻會傳達跳閘的命令，快速跳開S1與S2開關，將故障予以隔離。當S1及S2智能單元，在檢測到開關S1與S2是斷開的狀態(tài)時，此兩個智能單元便會主動對出口的斷路器CB1與聯(lián)絡開關S4，進行輸送開關的狀態(tài)量，CB1與S4將會分別接收到S1與S2的開關狀態(tài)量，并確認其皆是斷開的狀態(tài)，繼而分別向線路出口斷路器及聯(lián)絡開關S4，發(fā)出開合的命令，完成非故障區(qū)的供電恢復。

當前配電網方面的網絡化繼電保護，對于通信通道存在的要求十分簡單，既能夠采取性能優(yōu)秀的通信通道，諸如光纖和導引線，同時也能夠采取就近原則，運用公網GPRS與CDMA-1X等來設為通信的通道。當前逐步普及的3G通信業(yè)務，也為其提供了更為優(yōu)質的服務選擇。另外在配電網繼電保護的實現(xiàn)過程中，電力部門能夠根據(jù)企業(yè)發(fā)展的實際情況，進行分層分項的投資，達到邊投資便收益的效果。

參考文獻：

[1] 蔡建新.論配電網饋線系統(tǒng)保護技術的應用與發(fā)展[J].中國科技財富，2011，（2）.