繼電保護(hù)與配電自動化配合的配電網(wǎng)故障處理

黃天喜

摘要：近年來，很多國家的大城市不斷出現(xiàn)大范圍的停電事故，不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失而且還對社會正常秩序造成很大的影響。所以人們將目光都聚焦在大城市配電網(wǎng)的可靠性上。為了減少線路故障的發(fā)生，將事故隱患和線路缺陷制止在萌芽狀態(tài)，運(yùn)行人員就應(yīng)該清楚的了解線路事故發(fā)生的規(guī)律性，能夠利用針對性的措施予以消除，最大限度的縮小停電面積，減少停電的時間，確保配電網(wǎng)安全可靠地運(yùn)作。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；配電自動化；配電網(wǎng)故障

一、配電網(wǎng)故障原因

電力企業(yè)供電系統(tǒng)當(dāng)中，配電網(wǎng)出現(xiàn)故障的幾率相對較高，至于配電網(wǎng)自動化主要工作內(nèi)容也是對配電網(wǎng)中故障的處理。許多企業(yè)在處理配電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生的故障時，往往選擇使用斷路器替代饋線開關(guān)。這一行為的目的是為了當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)

故障時，與故障點(diǎn)上游部分距離最短的斷路器（如圖1所示）可以進(jìn)行動作，將存在故障的電流直接切斷，以免線路整體的運(yùn)行均受到不同程度的干擾。但是，配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，故障一旦發(fā)生，便會由于各級開關(guān)所具有的保護(hù)配合問題，而出現(xiàn)斷路器越級跳閘或是存在多級跳閘的現(xiàn)象，使得故障的分析與判別難度增加。不僅如此，這使得永久性故障以及瞬時性判別的難度也有所增加。為免上述情況的出現(xiàn)，部分電力企業(yè)則使用負(fù)荷開關(guān)替代原有的饋線開關(guān)。如此一來，多級跳閘的問題得到解決，同時也為永久性故障以及瞬時性故障的判別提供了便利。但是該方法也存在弊端，即一旦某一處發(fā)生故障，則全部線路都會發(fā)生瞬時停電的問題，對用戶的工作以及生活造成不利的影響。

如今，供電線路主干線出現(xiàn)故障的幾率減少，但用戶支線出現(xiàn)故障的幾率卻不斷增加。故而，部分供電企業(yè)為用戶支線安設(shè)了含有過電流儲能跳閘以及單向接地調(diào)整功能的可自行阻絕故障的開關(guān)。其主要的目的視為了避免用戶支線發(fā)生故障之后對其權(quán)限構(gòu)成影響，同時也明確了事故責(zé)任的分布。

二、繼電保護(hù)和配電自動化配合的配電網(wǎng)構(gòu)建的可行性分析

2.1配電多級保護(hù)的基本原理

當(dāng)供電半徑較長、分段數(shù)較少，開環(huán)運(yùn)行的配電線路發(fā)生故障時，故障位置上游各個分段開關(guān)處的短路電流水平差異較明顯，那么意味著可以采取電流定值與延時級差配合的方式，實(shí)現(xiàn)多級保護(hù)配合，多種方法中選擇最有效的故障切除途徑。

當(dāng)供電半徑較短，開環(huán)運(yùn)行的配電線路發(fā)生故障時，故障位置上游各個分段開關(guān)處的短路電流水平差異較不明顯，無法針對不同的開關(guān)設(shè)置不同的電流定值，

此時，只能依靠保護(hù)動作延時級差，配合故障進(jìn)行選擇性切除。

2.2多級保護(hù)配合的可行性

繼電保護(hù)系統(tǒng)和配電自動化系統(tǒng)配合的目的，在于通過構(gòu)建多級保護(hù)系統(tǒng)來穩(wěn)定配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)高效率可靠供電。其內(nèi)涵是協(xié)同10kV出線開關(guān)和

10kV饋線開關(guān)設(shè)置不同的保護(hù)動作延時，來實(shí)現(xiàn)多級保護(hù)的目的，也就是常說的，三級配電兩級保護(hù)的一個主要思路。

根據(jù)現(xiàn)階段的電網(wǎng)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對其可行性進(jìn)行分析。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，開關(guān)技術(shù)也迅速進(jìn)步，尤其是永磁操動機(jī)構(gòu)和無觸點(diǎn)驅(qū)動技術(shù)的響應(yīng)時間大大縮短。通過相應(yīng)工作參數(shù)的設(shè)置和設(shè)備配合，可在10ms左右實(shí)現(xiàn)分閘。而無觸點(diǎn)電子式分合閘在電路分合閘中的響應(yīng)時間，可在1ms。例如，現(xiàn)在保護(hù)裝置的響應(yīng)時間，若饋線開關(guān)的相應(yīng)延遲為0時，那么故障發(fā)生后保護(hù)裝置可在30ms內(nèi)快速切斷故障電流，考慮到實(shí)際情況，這種技術(shù)上的優(yōu)勢給上游饋線開關(guān)設(shè)置保護(hù)動作延時時間留下了至少100ms的延時動作時間。根據(jù)相應(yīng)理論，大體上可以確認(rèn)變電站變壓器低壓側(cè)開關(guān)仍有200～250ms的延時余地，這種延時上的設(shè)定，可以通過不斷地優(yōu)化和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)緊密配合，從而實(shí)現(xiàn)三級配電級差保護(hù)，這對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有重要意義。

三、繼電保護(hù)與配電自動化配合的配電網(wǎng)故障處理

3.1配電網(wǎng)故障處理

通常配電網(wǎng)故障處理分為三個階段，首先是故障發(fā)生的瞬間，故障的開端和清除。繼電保護(hù)自動化和高壓斷路器通過完美的配合在毫秒內(nèi)斷開，繼電保護(hù)速斷動作造成整個故障的持續(xù)時間為100毫秒。其次就是故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，這種現(xiàn)象的持續(xù)時間應(yīng)該在秒級分鐘之間。伴隨著智能電力網(wǎng)的發(fā)展，其呈現(xiàn)出多電源的供電結(jié)構(gòu)模式，所以在故障產(chǎn)生后要隔離故障區(qū)段，可以通過轉(zhuǎn)換器來對供電信號的來源進(jìn)行處理。故障點(diǎn)的定位和故障的排除則是最后的階段。

3.2常見故障類型

配電網(wǎng)有著多樣的故障類型，造成故障的原因也較多。根據(jù)故障的性質(zhì)可以將故障類型分為相間短路故障：相間短路故障造成線路跳閘，而城市配網(wǎng)沒有重合閘的保護(hù)，所以相間短路故障就會引發(fā)配網(wǎng)停電，比如說倒桿、斷線等原因都會造成相間短路故障。其次就是單向接地故障：AAKv電壓等級線路在與地面發(fā)生連接的時候，會得到A小時的運(yùn)作，所以說這種故障發(fā)生的情況比較少。因?yàn)榻拥毓收宵c(diǎn)能夠?qū)Τ鞘腥丝诿芗瘏^(qū)造成很大的群傷時間，所以非故障電壓升高使絕緣水平受到巨大的威脅，這就需要將配網(wǎng)系統(tǒng)的中性點(diǎn)采用經(jīng)消弧線圈接地，最終補(bǔ)充接地的電容電流。

3.3故障產(chǎn)生原因分析

首先來自外力的破壞：近年來，因?yàn)槌鞘谢ㄔO(shè)步伐的開進(jìn)和復(fù)雜化的城市社會環(huán)境，便會造成外力因素?fù)p壞電力設(shè)施的現(xiàn)象，最終造成單相接地故障和相間短路故障。外力破壞主要是具有較多的基建開挖施工，進(jìn)而在很大程度上威脅到電纜線路、桿塔和拉線基礎(chǔ)構(gòu)成。其次出現(xiàn)盜竊電力設(shè)施的現(xiàn)象，另外機(jī)動車輛對電桿、地面設(shè)備和掛線的碰撞也是一方面的原因。

四、配電網(wǎng)故障處理對策

配電網(wǎng)故障除設(shè)備本身的質(zhì)量引發(fā)的事故外，多數(shù)事故和設(shè)備的安裝質(zhì)量及運(yùn)行維護(hù)有著很大的關(guān)系。首先要提高高線路設(shè)備的絕緣水平和過電壓防護(hù)水平。要大量的使用絕緣導(dǎo)線，要對瓷瓶和設(shè)備設(shè)定額定電壓，要對變壓器、避雷器等等設(shè)備裸露的部位安裝絕緣材料，將氧化鋅避雷器安裝在適當(dāng)?shù)募芸站€路桿塔上。其次將故障指示器安裝在配電線路上。至此配電線路發(fā)生故障便可以迅速的查處故障點(diǎn)，進(jìn)而對其進(jìn)行維修，這在很大程度上縮短了故障時間。此外還要對故障指示器進(jìn)行定期的檢查。

加大防外力破壞力度，要使車輛碰撞桿塔、變壓器的現(xiàn)象得到減少，供電部門應(yīng)該主動遷改桿線。對于不具備遷改條件的設(shè)備要安裝反光警示標(biāo)志，要在車輛容易碰撞的地方涂上醒目的反光漆，還要在拉線上裝上反光警示標(biāo)志，這樣就會使車輛駕駛員有所注意。如果配電線路附近需要動工，做好安全宣傳且設(shè)置警示標(biāo)志。

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（作者單位：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司迪慶供電局）