配電網(wǎng)自動化繼電保護技術(shù)實踐

摘要：文章對配電網(wǎng)自動化以及配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行了分析，提出了繼電保護技術(shù)在配電網(wǎng)系統(tǒng)運行中的應(yīng)用，有效地提高了電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性，并探討了繼電保護技術(shù)在配電網(wǎng)自動化中的有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；自動化；繼電保護技術(shù)

中圖分類號：TM727 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）28-0071-02

因為配電網(wǎng)自動化繼電保護裝置主要保障變電站的安全運行，所以研究配電網(wǎng)自動化繼電保護的故障極具現(xiàn)實意義。繼電保護是整個電力系統(tǒng)中重要的組成部分，它可以確保電力系統(tǒng)的安全運行；保證供電的電能質(zhì)量；避免事故的發(fā)生以及防止事故的擴大。因此，對變電運行繼電保護的相關(guān)技術(shù)問題進行分析與探討，總結(jié)工作經(jīng)驗，能有效地提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定持續(xù)運行的效率。

1 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述

1.1 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是對配電網(wǎng)運行中相關(guān)設(shè)備進行遠(yuǎn)方監(jiān)控、調(diào)配以及控制的集成系統(tǒng)，是在計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)等的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是目前電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的自動化系統(tǒng)之一，也為促進電力自動化發(fā)展做出了巨大的貢獻。

目前我國配電網(wǎng)自動化分為兩種，包括集中智能以及分散智能。其中集中智能主要用于電網(wǎng)故障發(fā)生后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重組、隔離以及恢復(fù)供電，在這個集中智能模式下，電網(wǎng)隔離與恢復(fù)主要是通過電網(wǎng)調(diào)度實現(xiàn)，在實現(xiàn)這一操作的過程中，對配電網(wǎng)系統(tǒng)的通信具有較高的要求。采用這種配電網(wǎng)自動化模式，系統(tǒng)終端設(shè)備就地執(zhí)行功能弱，一般只負(fù)責(zé)信號的采集。分散智能配電網(wǎng)自動化，通過分段器以及重合器的相互配合，控制重合器重合的系數(shù)，并根據(jù)重合的時間對饋線實施自動的隔離，并自動恢復(fù)沒有發(fā)生故障區(qū)域中的供電。

1.2 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)構(gòu)成

作為一個新型的集成系統(tǒng)，電力配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的構(gòu)成包括故障自動定位系統(tǒng)、一次設(shè)備系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、主控站系統(tǒng)等。

一次設(shè)備包括重合分?jǐn)嗥?、重合器、環(huán)網(wǎng)柜等，這些設(shè)備共同構(gòu)成配電網(wǎng)一次設(shè)備系統(tǒng)，也是整個一次設(shè)備實施調(diào)令的基礎(chǔ)，并具備一定的智能性，利用通信系統(tǒng)實現(xiàn)各個設(shè)備之間的通信，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)方調(diào)控。

配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)具有通信距離短、通信點分散、通信速率要求低、產(chǎn)生的信息量小等特點，為了滿足配電自動化系統(tǒng)的需求，其通信系統(tǒng)需要具有較強的抗干擾能力以及可靠性，這樣才能適應(yīng)惡劣的工作運行環(huán)境。故障自動定位系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中重要的組成部分，用于系統(tǒng)中設(shè)備、線路發(fā)生故障的準(zhǔn)確位置，并將這些故障信息傳遞給控制中心。將GIS與故障信號信息相結(jié)合，對了解故障發(fā)生的時間、位置具有很重要的意義。

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主站系統(tǒng)主要是由主站軟件以及操作平臺組成，通過對主站系統(tǒng)的運用，能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)實施管理與維護，并實現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)中相關(guān)資源的傳輸、共享以及交互。

2 繼電保護技術(shù)在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用

2.1 繼電保護技術(shù)在配電網(wǎng)運行中運用的重要性

在電網(wǎng)運行中，被繼電保護裝置保護的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障，繼電保護裝置會對發(fā)生故障元件相鄰的元件斷路器發(fā)出跳閘的指令，及時把故障元件和系統(tǒng)隔開，這樣既能在最大程度上讓故障元件免受再次損害，更能減少電力系統(tǒng)元件的本身傷害，降低因故障產(chǎn)生事故的影響。當(dāng)電網(wǎng)運行異常時，繼電保護裝置會及時發(fā)出警報，并且能夠根據(jù)不同異常情況發(fā)出不同的信號，以便值班人員進行處理，繼電保護裝置對于有些異常情況還能自行的調(diào)整。在發(fā)生故障時，繼電保護裝置能及時把發(fā)生故障的部分與系統(tǒng)隔離，保證沒有發(fā)生故障部分正常運行，這樣就能縮小事故的范圍，降低給電力系統(tǒng)帶來的損失。繼電保護裝置還可以在電網(wǎng)運行中起到監(jiān)控作用，它能及時反映系統(tǒng)各個設(shè)備的電流電壓情況，以此可清晰地判斷出設(shè)備的運行狀態(tài)。可以說，繼電保護自動化裝置是整個電力系統(tǒng)中重要的結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)有關(guān)資料顯示，近幾年，我國電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障有一部分就是來自于繼電保護裝置引起的，這些故障影響了整個電力系統(tǒng)的正常運行，也使電力企業(yè)蒙受巨大的損失。所以，對于繼電保護自動化裝置的檢修顯得尤為必要。

2.2 配電網(wǎng)自動化繼電保護技術(shù)存在的問題

我國配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建立的時間尚短，雖然已經(jīng)取得了一定的成績，但在一些地方還有待提高，具體不足表現(xiàn)在以下三個方面：（1）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中一些繼電保護設(shè)備相對陳舊，一些地區(qū)配電網(wǎng)系統(tǒng)中的繼電器還采用老式的繼電器，在配電網(wǎng)運行過程中沒有足夠的可靠性，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，不能確保保護動作及時完成，更是容易發(fā)生拒動或誤動，這樣就會導(dǎo)致故障范圍擴大；（2）在配電環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，目前繼電保護嚴(yán)重缺乏，主要以負(fù)荷開關(guān)為主，當(dāng)環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障，就會導(dǎo)致配電網(wǎng)癱瘓，還需要人工現(xiàn)場修復(fù)才能恢復(fù)，這也與配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)目標(biāo)相違背。（3）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中繼電保護裝置的校驗系統(tǒng)存在漏洞，系統(tǒng)中的保護裝置在操作方面由于某些因素的影響會導(dǎo)致誤動，這里所說的因素主要是裝置本身的原因。所以只有對繼電保護裝置的校驗加以重視，提高校驗的質(zhì)量，保證相關(guān)的參數(shù)以及質(zhì)量的可靠性。

2.3 繼電保護技術(shù)在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用手段

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中繼電保護的方法主要包括重合器與分?jǐn)嗥髋浜?、重合器與熔斷器配合、FTU繼電保護三種方式。

重合器與分?jǐn)嗥髋浜戏绞剑涸谂潆娋W(wǎng)出現(xiàn)故障后，重合器就會重合，分?jǐn)嗥饔涗浿睾掀髦睾系拇螖?shù)，并且能夠在重合器達到預(yù)定的重合次數(shù)后自動分閘，同時閉鎖在分閘狀態(tài)，實現(xiàn)對故障發(fā)生區(qū)域段的有效隔離。

重合器與熔斷器配合方式：重合器在配電網(wǎng)發(fā)生故障時就會重合，并且重合器的開斷具有雙時性特征，在這個過程中就會產(chǎn)生大量的電流。當(dāng)大電流通過熔斷器時，如果超過熔斷器允許的承受范圍，熔斷器中的熔絲就會被熔斷，這樣就能將故障區(qū)域隔離。一般來說，熔斷器需要設(shè)置在線路的末端或者是變壓器的高壓側(cè)。endprint

基于FTU繼電保護：FTU是裝設(shè)在各分?jǐn)嚅_關(guān)上的饋線終端單元，一般是通過FTU采集故障前的電流、電壓等重要信息，并通過通信通道將這些信息上傳到主站，主站對數(shù)據(jù)進行綜合分析，確定故障區(qū)并制定恢復(fù)供電策略，最后通過遙控各開關(guān)隔離故障區(qū)并恢復(fù)對非故障區(qū)的供電。

3 配電網(wǎng)自動化繼電保護技術(shù)發(fā)展前景

繼電保護技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)息息相關(guān)。實施網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)是符合繼電保護技術(shù)開放性發(fā)展要求，既能給繼電保護技術(shù)提供直觀的操作檢查范圍，又能為繼電保護的更新提供有力的支持。發(fā)展繼電保護網(wǎng)絡(luò)化有兩大優(yōu)勢：第一，可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)模擬，分析出電力系統(tǒng)運行中可能出現(xiàn)的故障，提前預(yù)防；第二，一旦事故發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)化繼電保護裝置不但可以反映出故障，也可以反映出故障的起因，具體時間地點，這樣更有利于故障的處理。現(xiàn)在人們早已進入了信息化時代，在電力系統(tǒng)的各個組成單位之間可以通過網(wǎng)路實現(xiàn)信息資源共享。運用網(wǎng)絡(luò)化繼電保護技術(shù)，還可以簡化繁雜的繼電保護線路，更便于施工。

繼電保護技術(shù)的智能化發(fā)展是現(xiàn)在電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，我國在20世紀(jì)90年代初，就開始了電力系統(tǒng)保護的智能化研究。如今，電力系統(tǒng)越來越體現(xiàn)智能化的管理模式，在這種管理模式下，既能減少對電力資源的浪費，也能給其他的技術(shù)提供無限的空間。近幾年來，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進化規(guī)劃以及遺傳算法等人工智能技術(shù)也在繼電保護技術(shù)中開始研究。特別是在一些大型城市中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也逐漸在繼電保護中模擬進行，這也加大了繼電保護技術(shù)智能化發(fā)展步伐。

我國目前為了測量電網(wǎng)電流電壓、保護線路和控制運行，不得不將室外的所有變電站設(shè)備的控制電纜都引到電力系統(tǒng)的主控室。由于電纜過多，不僅增加了投資資金，而且也讓二次回路變得非常復(fù)雜。因此，一體化的發(fā)展已成必然趨勢。一體化裝置可以將各方面的數(shù)據(jù)匯總整理，簡化以往繼電保護復(fù)雜的工作。

4 結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，各行各業(yè)對電力使用量越來越多，這就給變電運行的安全提出了更高的要求?？萍嫉陌l(fā)展，繼電保護裝置逐漸應(yīng)用到配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，其中繼電保護技術(shù)在配電網(wǎng)系統(tǒng)運行中的應(yīng)用，有效地提高了電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性，有效地降低了電力事故的發(fā)生率，為人們創(chuàng)建了一個安全的用電環(huán)境。隨著我國科學(xué)技術(shù)的進步，配電網(wǎng)中繼電保護技術(shù)必將向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、一體化的方向發(fā)展，推動我國電力事業(yè)的健康

發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：李豪（1980-），湖北武漢人，國網(wǎng)湖北省電力公司武漢供電公司工程師，碩士，研究方向：繼電保護。endprint