基于繼電保護與配電自動化配合的配電網(wǎng)故障處理

李陽

摘要

隨著電力被應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域中，配電網(wǎng)的鋪設(shè)范圍正在不斷擴大，因此遇到的問題也越來越多。為了保障配電網(wǎng)絡(luò)可以持續(xù)發(fā)揮效用，實現(xiàn)多級保護，同時考慮到輸電過程中的延遲問題，在繼電保護與配電自動化技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合解決配電網(wǎng)絡(luò)故障問題。通過對配電網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)的問題的研究，依據(jù)兩級級差保護和三級級差保護的配置原則，提出具體的解決方案，防止因為局部問題而導(dǎo)致整個配電網(wǎng)絡(luò)不能正常工作。

【關(guān)鍵詞】繼電保護 配電自動化 配電網(wǎng)絡(luò)故障處理

當(dāng)今時代是智能化時代，電網(wǎng)的智能化發(fā)展也己步上正軌，并且在諸多領(lǐng)域得以應(yīng)用。智能電網(wǎng)的發(fā)展離不開配電自動化在其中發(fā)揮巨大的作用，并且配電自動化有利于簡化配電工作，節(jié)省人力，保障配電網(wǎng)絡(luò)的正?；ぷ鳌⑻嵘╇姀姸?。配電自動化的作用便是處理配電網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的各種問題，諸多學(xué)著已經(jīng)針對此進行了系統(tǒng)化地研究，但是并未在實踐應(yīng)用中得以證明。所以本文主要探討在配電網(wǎng)絡(luò)實際工作中，多級保護相互配合和集中處理故障的技術(shù)因素，為將繼電保護與配電自動化的融合提供依據(jù)。

1 配電網(wǎng)絡(luò)故障處理基本原理

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村人口以及面積占據(jù)著我國的巨大比例，我國亦注重三農(nóng)問題，因此，農(nóng)村配電是各個地區(qū)重點關(guān)注的問題。由于農(nóng)村面積較廣，配電線路較長，一旦某一處的線路發(fā)生故障，會使得電流傳輸而來的方向的各個開關(guān)的短路電流，較于其它區(qū)域而言，相對明顯?？梢圆捎枚c采集電流數(shù)據(jù)以及延時級差相融合的方法進行故障的處理。

與農(nóng)村電路相反的是城市電路，因為城市用電較多，用電作業(yè)較為繁重，所以城市電路相對而言半徑較短，分段數(shù)也較多，當(dāng)某一處的線路發(fā)生故障時，電流傳輸而來的方向的開關(guān)處的電流變動不明顯，所以不宜對其開關(guān)處的電流進行測量，而應(yīng)該利用電流延時保護機制對其出現(xiàn)的故障進行處理。

2 多級級差配合的可行性

2.1 兩級級差保護的可行性

兩級級差保護配合主要針對的通過對變電站10KV開關(guān)（出線開關(guān)以及饋線開關(guān)）設(shè)立延時機制，當(dāng)故障出現(xiàn)時，因為有一定時間的延遲，電流對系統(tǒng)的損害會得到降低，不至于出現(xiàn)配電系統(tǒng)崩潰的情況。通常會將變電站的延時時間設(shè)置為0.5S，為了保障其它電路的有效工作，0.5S的時間內(nèi)必須完成多級級差的保護。

在我國目前的電力領(lǐng)域中，饋線斷路器開關(guān)需要的工作時間通常是30～40MS，熄弧時間10MS，要想起到保護作用，反應(yīng)時間一般是30MS，兩側(cè)的開關(guān)延時可以定為100MS，需要在這個時間段內(nèi)完成電流地切斷工作。理論學(xué)界曾經(jīng)提出過一種方法，便是在分段開關(guān)或者用戶終端設(shè)立過流脫扣斷路器或熔斷器，在實際情況中，勵磁涌流在分段開關(guān)或者用戶終端處較小，這時便不需要繼續(xù)增加延時保護機制，可以適當(dāng)加強脫扣動作電流閾值，因為這樣做所需要的時間會更少，保護效果卻會更佳。當(dāng)故障出現(xiàn)后，分段開關(guān)處的問題需要人工進行處理，不能再瞬時間依靠機器排除故障，所以在分段開關(guān)處不適宜應(yīng)用配電自動化技術(shù)。為了保證充足的故障處理時間，變電站處的開關(guān)延時應(yīng)設(shè)定為200～250MS為宜，為兩級級差互相配合發(fā)揮作用創(chuàng)造有利條件。

2.2 三級級差保護的可行性

新時代科學(xué)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，相關(guān)的開關(guān)技術(shù)已經(jīng)有了很大提升，尤其是永磁操動機構(gòu)和無觸點驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，為即使處理故障創(chuàng)造了時間條件。由于這兩種技術(shù)相互配合應(yīng)用于配電網(wǎng)絡(luò)故障處理中，分閘時間通常10MS，而延時時間通常可以縮小到1MS。只有當(dāng)變壓器、變電站、開關(guān)、線路綜合發(fā)揮作用，才能使多級級差的保護效果發(fā)揮到最好。

3 多級級差保護與集中式故障處理的協(xié)調(diào)配合

3.1 兩級級差保護的配置原則

應(yīng)用兩級級差進行保護，之中最為重要的便是合理設(shè)立開關(guān)，一般設(shè)立開關(guān)時，需要遵循以下的原則：主干饋線開關(guān)不得使用負荷開關(guān)以外的開關(guān);分支開關(guān)以及用戶終端應(yīng)該使用斷路器;變電站處也應(yīng)該使用斷路器。斷路器處的延時時間應(yīng)該設(shè)立為0，動作延時時間應(yīng)該是在200～250MS的范圍。

3.2 合理設(shè)置開關(guān)的優(yōu)勢

（1）當(dāng)分段線路或者用戶終端發(fā)生故障后，與其距離最近的開關(guān)會立即跳閘，保護分支線路，而變電站處的開關(guān)不會受到任何的影響，防止了局部出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個供電區(qū)域大面積地停電。

（2）當(dāng)故障發(fā)生后，不會因為某一區(qū)域發(fā)生故障，而使得未發(fā)生故障的區(qū)域出現(xiàn)開關(guān)問題的現(xiàn)象，便于今后對于故障地處理。同時，有助于針對性地解決故障問題，使得出現(xiàn)故障的區(qū)域在最短時間內(nèi)可以再次進行工作

（3）降低了整個工程的成本，提高了經(jīng)濟效益。

4 多級級差保護下的集中式故障處理策略

4.1 主千線為全架空饋線時，集中式故障處理方法

一旦饋線發(fā)生故障，變電站會立即收到故障信息，然后停止對其的電流供應(yīng)，在經(jīng)過一段時間的延時之后，會重新供電，如果可以繼續(xù)供電則是瞬時故障，如果不能繼續(xù)供電，則是出現(xiàn)了不能自動修復(fù)的故障。然后電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會因此判斷出具體出現(xiàn)故障的位置，并因此決定是否排除工作人員對其進行處理。

4.2 主千線為全電纜饋線時，集中式故障處理方法

一旦認為饋線發(fā)生故障，那么便是后永久性故障，在這種情況下，變電站應(yīng)立即停止電流的供應(yīng)，然后主站通過獲得的信息判斷故障區(qū)域，然后遠程控制周圍開關(guān)斷開，保障其它區(qū)域的供電。并將信息記錄下來，為今后研究相關(guān)問題提供數(shù)據(jù)支持。

4.3 分支線路或用戶終端發(fā)生故障后，集中式故障處理方法

分段開關(guān)以及用戶終端應(yīng)立即阻斷電流的傳輸，如果此處的線路為架空線路，可以再次閉合開關(guān)進行電流的傳輸，如果電流可以正常輸出可以判斷是瞬時的故障，如果電流不能正常輸出則可以判斷為永久性故障。

5 結(jié)語

針對供電線路較長，分段開關(guān)較少的一農(nóng)村電路為代表的線路，可以在其故障區(qū)域周圍的開關(guān)進行電流數(shù)值的測量，判斷出故障區(qū)域并立即進行故障處理工作。喪失對于城市電路而言，一般需要用到延時裝置，才能保證整個系統(tǒng)的正常工作。在進行事先的準(zhǔn)備工作時，保證遵循上級所制定的原則，可以引用彈簧儲能操動機構(gòu)，實現(xiàn)兩級級差的相互配合。而三級級差的相互配合需要永磁操動機構(gòu)和無觸點驅(qū)動技術(shù)共同發(fā)揮作用。為了保障整個電力網(wǎng)絡(luò)供電的可靠性，可以使用斷路器與負荷開關(guān)相配合的工作方式，利用配電自動化技術(shù)與多級保護的方式，保障更大的供電范圍，減小為用戶帶來的損失。為了防止分支線路的故障對整個電力系統(tǒng)造成沖擊，可以采用多級級差保護與電壓時間型饋線自動化配合方式。

參考文獻

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