繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理分析

田洋

摘? 要：隨著現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)構(gòu)成已經(jīng)難以無(wú)法為生產(chǎn)生活提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)和配送，為有效解決這一問(wèn)題，電力系統(tǒng)中必須要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，以充分借助于繼電保護(hù)裝置來(lái)對(duì)系統(tǒng)起到重要的保護(hù)作用，維持電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)?；诖?，本文就繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理進(jìn)行詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);配電自動(dòng)化;配合;配電網(wǎng);故障處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

配電網(wǎng)的故障比較復(fù)雜，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，只有準(zhǔn)確地檢測(cè)出故障的位置和原因，才能采取應(yīng)對(duì)措施。隨著電力企業(yè)的不斷發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在配電網(wǎng)故障診斷中得到了廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了故障診斷的優(yōu)化。自控技術(shù)與繼電保護(hù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了故障處理的實(shí)時(shí)化，提高了處理效率，保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

2 概述

2.1 繼電保護(hù)

繼電保護(hù)技術(shù)是一套完整的保護(hù)體系，主要由故障分析、信息采集、信息存儲(chǔ)保護(hù)控制及運(yùn)保維護(hù)等技術(shù)組成，其中繼電保護(hù)裝置是完成該保護(hù)功能的核心，它能準(zhǔn)確反應(yīng)除電力系統(tǒng)中電氣元件的故障，或者不正常工作狀態(tài)，并可以動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出報(bào)警信號(hào)的裝置。變配電系統(tǒng)作為電能的轉(zhuǎn)換及電能的分配環(huán)節(jié)，其在電力系統(tǒng)中占有十分重要的地位，因此配電系統(tǒng)能否安全、可靠的進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換及分配，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)來(lái)講是“最后一厘米”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它可以準(zhǔn)確地檢測(cè)出故障信息，及時(shí)地發(fā)出報(bào)警信號(hào)或切斷故障線路，早發(fā)現(xiàn)，早切斷故障回路，縮小供電故障范圍，保證無(wú)故障的部分繼續(xù)運(yùn)行，不至于事故擴(kuò)大化，給生產(chǎn)和生活造成更大的損失。

2.2 配電自動(dòng)化

配電網(wǎng)自動(dòng)化是指配電網(wǎng)為實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造配備了自動(dòng)控制設(shè)備，利用通信網(wǎng)監(jiān)控配電網(wǎng)，及時(shí)了解配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，以及時(shí)排除可能發(fā)生的故障，促進(jìn)配電網(wǎng)的健康發(fā)展。另外，配電網(wǎng)的故障可自動(dòng)隔離，以確保正常區(qū)域不受電源影響?？筛鶕?jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，實(shí)施自動(dòng)控制方案，在完善相關(guān)監(jiān)控方案的基礎(chǔ)上，可獲取電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備、負(fù)荷等方面的綜合數(shù)據(jù)，以改進(jìn)電網(wǎng)的管理。

2.3 配電網(wǎng)多級(jí)保護(hù)的原理和操作可行性

對(duì)于供電半徑長(zhǎng)、分段少的配電線路，在線路發(fā)生故障時(shí)，故障上方位分段開(kāi)關(guān)短路電流會(huì)出現(xiàn)較大差異。對(duì)于這種差異明顯的電流可采取三級(jí)保護(hù)方式，根據(jù)實(shí)際情況有選擇的切斷故障。對(duì)于供電半徑較短的開(kāi)環(huán)城市配電段線路或農(nóng)村配電段線路，在出現(xiàn)故障時(shí)故障位置上游各個(gè)分段開(kāi)關(guān)的電流不會(huì)出現(xiàn)明顯差異，想重新設(shè)置電流數(shù)值也較困難，這時(shí)可依靠保護(hù)動(dòng)作的延遲時(shí)間差來(lái)切除故障。多級(jí)級(jí)差的配合是指通過(guò)對(duì)變電站出線開(kāi)關(guān)和饋線開(kāi)關(guān)分別設(shè)置保護(hù)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的保護(hù)。為能更好減少斷路電流對(duì)配電網(wǎng)正常運(yùn)行的沖擊，需將變電站變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)時(shí)間設(shè)定為0.5s。

3 繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理方式

3.1 兩級(jí)極差保護(hù)配置故障處理

為了迅速找到故障點(diǎn)，減少維修時(shí)間，最好采用兩級(jí)極差保護(hù)配置，以提高維修效果，減少不必要的資源和資金浪費(fèi)。當(dāng)配置二級(jí)范圍保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)做好下列任務(wù)：（1）使用合適的線路開(kāi)關(guān)，其中斷路器開(kāi)關(guān)為用戶開(kāi)關(guān)，負(fù)荷開(kāi)關(guān)為主導(dǎo)開(kāi)關(guān)。（2）設(shè)定防護(hù)動(dòng)作延遲時(shí)間。變電站出口斷路器開(kāi)關(guān)的保護(hù)時(shí)間一般為200～250毫秒。通過(guò)這種方式：（1）能夠快速發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，節(jié)省維修時(shí)間，提高處理效果;（2）避免跳閘。舉例來(lái)說(shuō)，分支電路會(huì)出現(xiàn)故障，因?yàn)閿嗦菲餮b有多層范圍保護(hù)。通過(guò)兩級(jí)極差保護(hù)配置，故障源可以立即斷開(kāi)，避免故障涉及其他電路部件。此外，在主干道上選用負(fù)荷開(kāi)關(guān)還可以節(jié)約資源，，因?yàn)槭褂脭嗦菲餍枰度氲某杀靖摺?/p>

3.2 多級(jí)級(jí)差保護(hù)和電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化故障處理

電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化是一種重合器和電壓時(shí)間型分段器互相配合的故障隔離技術(shù)。電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化操作使用唯一的不足點(diǎn)是，盡管分支線路故障有時(shí)也會(huì)使變電站出線斷路器跳閘故障，在跳閘故障后還會(huì)后續(xù)導(dǎo)致全線或暫時(shí)性的停電問(wèn)題，而將兩級(jí)級(jí)差保護(hù)和電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化控制結(jié)合在一起能解決全線或短暫停電問(wèn)題，具體措施如下：變電站出線開(kāi)關(guān)一般選擇重合器，并在重合器上設(shè)置200ms到250ms的延時(shí)性保護(hù)動(dòng)作;主干饋線開(kāi)關(guān)應(yīng)用電壓時(shí)間型分段器進(jìn)行設(shè)置;用戶開(kāi)關(guān)和分支開(kāi)關(guān)采用斷路器，同時(shí)還需額外配置0s保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間和一次快速重合閘。在采取以上配置操作后，在主干線出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)按照常規(guī)電壓時(shí)間型饋線自動(dòng)化處理步驟來(lái)處理故障。在分支和用戶故障發(fā)生后，對(duì)應(yīng)的分支或用戶斷路器會(huì)在第一時(shí)間出現(xiàn)短暫的跳閘，在0.5s之后會(huì)重合。如果是永久性故障會(huì)再次跳開(kāi)關(guān)閉鎖并保持在分閘的狀態(tài)。

3.3 開(kāi)關(guān)配置故障處理

在繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化進(jìn)行協(xié)同工作的狀態(tài)下，應(yīng)針對(duì)出口區(qū)域的斷路器應(yīng)用雙重保護(hù)的策略。在這一流程中，首層保護(hù)應(yīng)針對(duì)近端故障現(xiàn)象進(jìn)行操作，基礎(chǔ)時(shí)間限制需保持在0S，而二層保護(hù)需與配電變壓裝置進(jìn)行共同操作，操作時(shí)間限制保持在0.5S，并通過(guò)FTU進(jìn)行配置操作。分支開(kāi)關(guān)應(yīng)加裝電流Ⅱ保護(hù)措施，并與出口區(qū)域的Ⅱ保護(hù)進(jìn)行協(xié)同操作。通過(guò)配置重合閘的方式，達(dá)到無(wú)電壓無(wú)電流的分閘效果。針對(duì)用戶分界開(kāi)關(guān)的時(shí)間配置應(yīng)為0.1S，并定時(shí)限制電流進(jìn)行速斷保障。

3.4 運(yùn)用自動(dòng)化聯(lián)防控制

人力巡檢已經(jīng)不能滿足時(shí)代發(fā)展的要求，需要引入信息化技術(shù)來(lái)加強(qiáng)對(duì)供電線路的維護(hù)管理和狀態(tài)檢測(cè)。目前自動(dòng)化聯(lián)防控制技術(shù)能夠有效地完成狀態(tài)檢測(cè)和故障檢測(cè)。比如當(dāng)供電線路出現(xiàn)局部故障時(shí)，通過(guò)聯(lián)防技術(shù)能夠?qū)⒐收暇€路的各種電力參數(shù)反饋給相關(guān)處理單元，通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的計(jì)算和分析來(lái)判斷電網(wǎng)線路是否運(yùn)行在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)區(qū)間。這種信號(hào)的反饋主要是通過(guò)饋線來(lái)反饋完成的。在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)可以及時(shí)啟動(dòng)繼電保護(hù)系統(tǒng)以及繼電器等設(shè)備，將故障從正常線路中隔離開(kāi)來(lái)，減少故障的進(jìn)一步影響。

4 繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合發(fā)展

隨著科技的進(jìn)步和電力工業(yè)的發(fā)展，配電自動(dòng)化在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的作用日益突出，配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)是一大類(lèi)復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，這些設(shè)備和子系統(tǒng)眾多，許多技術(shù)已經(jīng)成熟和完善。集成、智能化、一體化是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，能夠完全共享和執(zhí)行各種應(yīng)用程序，使用戶的利益最大化。為了減少施工和維修費(fèi)用，提高供電可靠性，國(guó)內(nèi)專(zhuān)家提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓力響應(yīng)控制策略，以保證合格電壓，克服盲目調(diào)整的缺點(diǎn)，減少故障和檢修的可能性，配線載波通信技術(shù)和用戶用電技術(shù)在配電自動(dòng)化新技術(shù)方面都有突破。經(jīng)過(guò) 20 多年的發(fā)展，微機(jī)保護(hù)技術(shù)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。繼電保護(hù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于繼電保護(hù)系統(tǒng)，推動(dòng)了繼電保護(hù)向網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，電力資源在人們生活中的作用日益凸顯出來(lái)，由此熱也對(duì)繼電保護(hù)能力提出了更高的要求，繼電保護(hù)工能夠?yàn)榕潆娮詣?dòng)化的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)，有效提升電力系統(tǒng)故障的處理效率，減少電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)成本。相應(yīng)在智能電網(wǎng)的深入發(fā)展下，繼電保護(hù)和配電自動(dòng)化的緊密程度也會(huì)不斷增加，電力系統(tǒng)的故障處理速率也會(huì)大幅度的提升，電力事業(yè)也會(huì)朝著更長(zhǎng)遠(yuǎn)的方向發(fā)展。

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