繼電保護與配電自動化配合的故障處理措施

鄭楠

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，配電自動化技術(shù)應(yīng)運而生。作為計算機技術(shù)和電力系統(tǒng)領(lǐng)域融合而產(chǎn)生的技術(shù)，它不僅可以提高電力檢測工作的可靠性、準確性和效率，而且可以實施自動化故障排查。將配電自動化與繼電保護有機銜接，成為了現(xiàn)階段解決配電網(wǎng)故障的重要途徑之一。目前配電網(wǎng)故障處理技術(shù)依然存在諸多弊端，例如：使用斷路器當做饋線開關(guān)，一旦發(fā)生故障很難界定和判斷;選擇負荷開關(guān)作為饋線開關(guān)，故障發(fā)生較高。為了提升繼電保護的水平，需要加快智能配電網(wǎng)建設(shè)，依托堅強的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和科學的故障處理機制，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：繼電保護;自動化配合;故障處理

伴隨信息技術(shù)水平的提升， 為配電自動化的發(fā)展提供了必要保障。但需要注意的是， 即便配電網(wǎng)故障處理技術(shù)有所提高， 但在實施方面仍存在一定問題。部分供電企業(yè)會將斷路器作為饋線開關(guān)， 以期在故障狀態(tài)下利用臨近斷路器跳閘方式將電流阻斷。然而， 在故障實際發(fā)生的時候， 線路開關(guān)保護會出現(xiàn)多級跳閘情況， 無法對故障類型做出判斷。由此可見， 深入研究并分析配電自動化與繼電保護配合的配電網(wǎng)故障處理具有一定的現(xiàn)實意義。

1 配電自動化與繼電保護配合的意義

在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障進行排查檢修過程中，繼電保護裝置會發(fā)揮其安全保護的優(yōu)勢，確保檢修不會出現(xiàn)危害。之后配電自動化系統(tǒng)則會根據(jù)故障區(qū)域進行故障檢測、定位和隔離，同時以警報信息的方式提醒相關(guān)維護人員，進而采取科學及時的排除對策。配電自動化與繼電保護配合的意義在于：一方面，能夠提高供電可靠性和安全性，同時可以快速排查配電網(wǎng)故障;另一方面，從長遠角度分析，對于企業(yè)提升經(jīng)濟效益，實現(xiàn)配電網(wǎng)供電健康良性發(fā)展大有裨益。

2 配電自動化與繼電保護配合現(xiàn)狀分析

目前電力系統(tǒng)依然存在眾多的老式繼電器，老化繼電保護設(shè)備具有反應(yīng)速度慢的特征，為此動作可靠性難以保障，而且無法提供快速保護的要求。一旦故障嚴重，極易導(dǎo)致故障范圍的擴散。此外，配電自動化終端經(jīng)常會出現(xiàn)接線錯誤、離線、上下線等不穩(wěn)定現(xiàn)象，致使終端不能正常在線工作，為此影響了主站故障區(qū)間識別和設(shè)備的正常運行。當然導(dǎo)致配電自動化與繼電保護配合不和諧的原因主要與配電自動化通信信號有關(guān)，例如：無線模塊損壞、無線信號差、光纖被挖斷、光纖接線不穩(wěn)定等。

3 配電自動化與繼電保護配合的電網(wǎng)故障處理原則

3.1 可靠性原則

故障處理中遵循可靠性原則首當其沖。首先確保主干線的運行質(zhì)量，同時線路要清晰，認真對待細小的問題，以局部帶動整體，減少配電網(wǎng)錯誤，循序漸進地完成維修任務(wù)。

3.2 確保供電能力

電網(wǎng)故障處理應(yīng)該提高電路的清晰度，認真分析跳閘的原因，避免配電線路被破壞，做好預(yù)警和維修工作，避免過熱而被燒壞，加強電路保護工作，確保供電能力的穩(wěn)定性和安全性。

3.3 經(jīng)濟運行

提高電路的服務(wù)水平，利用技術(shù)降低維修成本，用最高效的方式化解問題，提高經(jīng)濟效率，減少電路的服務(wù)次數(shù)，確保配電自動化經(jīng)濟運行。

4 配電網(wǎng)故障處理方式

4.1 兩級級差的相互配合

該方式的優(yōu)點在于支線用戶故障發(fā)生后，跳閘動作開啟，不會干擾到線路的運行。其次，配電網(wǎng)在實際運行過程中，多級跳閘和越級跳閘現(xiàn)象將會得到抑制，確保了信息和故障位置判斷的可靠性，進而促進故障處理效率的全面提升而且簡單方便易行。最后，無需投入大量資金，節(jié)約成本促進企業(yè)的經(jīng)濟收益。

4.2 多級極差保護

該方式是利用電壓時間型分段器的指令，與重合器進行配合，能夠準確指定隔離故障地區(qū)，通過隔離故障地區(qū)，可以提高用戶體驗性的同時，又不至于帶來大量的損失。

4.3 集中式故障處理方法

主干線線路類型的差異使得處理方法也會出現(xiàn)不同，為此需要采取集中式故障處理方法。例如：架空饋線模式下，一旦出現(xiàn)故障，應(yīng)該進行自動跳閘操作，并隔斷產(chǎn)生的電流，之后自動重合斷路器開關(guān)。一方面，順利重合則定義為瞬時性故障;另一方面，沒能重合則評定為永久性故障。最后將故障信息上傳，由主站分析故障區(qū)域和類型。

5 配電網(wǎng)多級保護分析

5.1 多級級差配合可行性

所謂的多級級差配合， 主要指的就是分別設(shè)置變電站10kV出線開關(guān)、10kV饋線開關(guān)的保護動作， 以實現(xiàn)保護目標。而為降低短路電流沖擊力， 變電站電壓器的低壓側(cè)開關(guān)過流保護動作時間的最小數(shù)值是0.5s， 而在此段時間內(nèi)合理設(shè)置出多級級差保護延時配合方式。

現(xiàn)階段， 饋線斷路器開關(guān)機械動作的時間在30～40ms之間， 而熄弧的時間在10ms左右， 另外， 保護固定響應(yīng)的時間是30ms。綜合考慮以上時間差， 需將故障電流切斷時間設(shè)置在100ms之內(nèi)[3]。將過流脫扣斷路器亦或是熔斷器設(shè)置在饋線開關(guān)中， 由于勵磁涌流不大， 所以要合理調(diào)整脫扣動作電流閾值， 盡可能規(guī)避勵磁涌流， 使得延時的時間不斷縮短。通過脫扣動作的運用， 可以使故障的切除時間縮短， 然而部分分支線仍需借助人工方式恢復(fù)， 但會影響故障處理效果。而對于時間而言， 變電站10kV出線開關(guān)保護動作的延時時間應(yīng)控制在200～250ms之間， 保證和變電站變壓器地測開關(guān)之間存在時差， 進而達到兩級級差保護目標。

5.2 三級級差保護配合

在科技進步的背景下， 為開關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供了必要保障。特別是永磁操動機構(gòu)與無觸點驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用使得保護動作的時間明顯減少。一般情況下， 永磁操動機構(gòu)分閘的時間控制在10ms， 而無觸點電子驅(qū)動分合閘合閘的時間則控制在1ms。通過對快速保護斷路器的應(yīng)用， 即可在30ms內(nèi)將電流切除。若時間寬裕， 即可將上一級的饋線開關(guān)的保護動作延時時間設(shè)置成100～150ms， 而變電站10kV出線開關(guān)的保護動作延時時間被設(shè)置成100～150ms。除此之外， 變電站變壓器低壓側(cè)的開關(guān)級差需要控制在200～250ms之間， 這樣一來， 即可滿足三級保護的目的。

6 配合應(yīng)用的完善舉措

電力企業(yè)應(yīng)該淘汰原有的舊設(shè)備，定期更換老化繼電保護裝置，根據(jù)實際情況有針對性地對繼電保護設(shè)備進行檢查和驗收，促進繼電保護能夠發(fā)揮其應(yīng)有的效能。此外，把握終端系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和主站系統(tǒng)三者之間的關(guān)系，合理統(tǒng)籌劃分各自的功能。其中終端系統(tǒng)具有實施指令和采集信息的作用;通信系統(tǒng)作為主站系統(tǒng)和終端系統(tǒng)的橋梁，發(fā)揮著信息傳遞和紐帶的優(yōu)勢;而主站系統(tǒng)是核心，發(fā)揮著至關(guān)重要的決策控制和信息分析能力，假若主站系統(tǒng)出現(xiàn)故障，勢必會導(dǎo)致自動化系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓;為此應(yīng)該確保3個系統(tǒng)不出紕漏，相互平衡。

總之，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們用電需求日益增漲，在壓力和挑戰(zhàn)面前，對繼電保護能力和故障處理提出了更嚴格的要求。為此電力企業(yè)應(yīng)該熟練掌握配電網(wǎng)故障處理方式，合理采用彈簧儲能技術(shù)，將配電自動化與繼電保護有機融合，構(gòu)建配電網(wǎng)故障隔離、定位、檢測新機制，更好地服務(wù)于配電網(wǎng)，為企業(yè)安全和用戶用電提供保障，最終推動電力事業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

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