檀楓

摘要：本文主要研究配電網保護裝置的方案評估方式，簡要分析供電系統(tǒng)中安設保護裝置的意義，著重探究配置方案的評估方法，此處主要通過兩種評估方式，分別例舉不同的配置方案，通過比較二者之間呈現的指標判定方案的相對優(yōu)劣。以供相關人士參考。

關鍵詞：配電網;保護裝置;方案評估

引言：繼電保護是保持電力系統(tǒng)安全運行的基礎保護措施，目前，該領域已經提出相關的配置和整定方向，但在實際的配置工作中仍存在較大的差異，難以有效選擇最優(yōu)方案。因此，采取何種定量評估方案是當前急需研究的課題。

一、配電網保護配置的價值

配電網中應用的繼電保護技術對其運行的安全穩(wěn)定性具有重要作用。具體而言，一方面，能夠自動識別配電網出現的故障問題。配電網工作期間，由于其長期不間斷地運作極易出現異常情況，繼電保護設備處于正常工作狀態(tài)時，能夠自動對異常情況進行識別，并做出相應的反應。借助繼電保護系統(tǒng)，便可以將檢測到的故障問題切除，以免波及配電網其他的部分。借此能夠及時制止異常問題的進一步蔓延。若未能及時切除，會導致其他能夠正常工作的部分出現問題，造成大范圍的電網故障，不僅會提高檢修的難度，還會增加相關電力企業(yè)的運營成本，浪費大量的資源。

另一方面，可以及時提醒相關人員。一旦配電網出現異常情況，安裝的保護裝置可以向連接的控制中心發(fā)出相應的數據信息，起到提醒的作用。具體而言，會向相關人員發(fā)出配電網中的異常部分實施合理檢修;遇到較為嚴重的故障問題需暫停某區(qū)域配電網的工作，指派技術人員實施整體的檢修工作;在較短的時間內切除發(fā)生異常情況的部分，由此確保整個配電網的正常運行，為客戶提供充足的電力資源，以免細小故障持續(xù)蔓延，不僅會造成難以挽回的經濟損失，還會降低相關電力企業(yè)的社會效應。

二、配電網保護配置方案的比較評估

2.1能量損失指標

電力系統(tǒng)中的能量損失主要指的是其在運行過程中的功率損耗。而功率損耗可以細化成兩個模塊，其一，固定損耗。該種損耗通常是無法避免的，配電網中的變壓設備、電動機等此類裝置在系統(tǒng)運行過程中會發(fā)生損耗的問題，具體的損耗值是根據設備本身的容量以及通過的定額電壓控制，電壓、容量以及損耗，三者是呈同方向變動的。其二，變動性損耗。該種配電網的損耗主要來源于電網中銅質材料的構件，如電線等，其與流通的電流有直接關系，呈正比例。另外，其損耗值根據電網該區(qū)域內的負載值決定，損耗隨之增大。由此，合理計算配電網的能量損耗和其保護配置方案對異常情況的處理及恢復方式之間存在密切地聯(lián)系。為能夠明確說明該項技術，可從短時以及長時兩種停電情況進行對此分析[1]。

短時停電是包括異常情況出現到完全恢復正常通電的過程，該過程的時間不會超過三分鐘。反之，長時停電便是指此過程超過三分鐘。我國能源局為調動相關電力企業(yè)使用自動化的電網系統(tǒng)，將二者的分界線設定為三分鐘?，F階段，重合閘在電力系統(tǒng)運行中已經得到有效普及，由此，若配電網出現瞬時性的異常情況，一般情況下僅會產生短時停電問題;若為永久性的異常情況，相應的停電時間往往存在較大的差異，具體時長還需根據配電網實際情況來看。例如，某供電系統(tǒng)中的架空主干線出現永久性的故障問題，若該系統(tǒng)中已經配備相依的保護裝置，實現饋線的自動化，在未出現故障的線路區(qū)域，通常能夠實現短時停電，換言之，可以在三分鐘內恢復正常的供電運行。同時，相應的故障區(qū)域的線路，技術人員通常要在現場進行長時間的檢修，時間無明確的值，由此導致故障區(qū)域所管轄的用電客戶需要經歷長時停電。上述情況屬于郊區(qū)以及較為偏遠地區(qū)的配電網故障檢修情況。若是處于市區(qū)內的配電網線路出現此類異常問題，在確保饋線已經實現自動化的情況下，通常能夠在短時間內正常供電，不會出現超過三分鐘的情況。

配電網能量損失可由“ ”表示，其包括短時以及長時兩種。例如，短時能量損失從 出現故障問題直至 實現自動化操作，在此過程中涉及到切除故障、找尋故障位置等操作。因為 小于三分鐘，由此可判定其屬于短時故障范圍內。而后續(xù)的搶修作業(yè)進行期間產生的能量損失，直至最終的完全通電需經過長達數小時，公式表示為 分鐘，由此，該部分產生的 便可稱之為長時。瞬時性的異常情況僅包括短時的能量損失，其長時能量損失值為 ，而永久性故障情況是二者兼有的。若供電系統(tǒng)能夠實現自動化的保護配置，長時停電小于短時停電的波及范圍，但長時的能量損失通常經歷的時間較長，以“ ”為單位。由此可知，一般情況下，長時能量損失值會大于短時能量損失值。另外，永久性故障中，由于長時能量損耗不等，其短時能量損耗實際的數值較小，通?？梢院雎圆挥?。但若出現長時能量損失一致的情況，則表示相應的波及范圍相同，對應的現場技術恢復所消耗的時長一樣，此時便應通過對比短時能量損失評估保護配置方案[2]。

兩個能量損失計算方案X和Y評估對比如下：X方案的能量損失值包括其相應的短時和長時兩個部分的損失值，Y方案也包括其對應的兩個損失值。 等于在長時能量損失值不相等的情況下X方案長時損失減去Y方案的長時能量損失值，以及在兩個方案長時損失值相等的情況下，二者短時損失值相減。

結論是：當X與Y方案能量損失差值 大于零時，表示Y方案好于X方案，反之亦反。

2.2保護定制方案

該處以某鄉(xiāng)村配電網為例，具體可分成三個部分，其中的CB1是配電網中的饋線開關，其他兩個是劃分電網可部分的開關，另外，該配電網中在各分段處配設相應的保護設備，其中包括兩個三段式的電網電流保護裝置，另一個專門針對過電流問題。該系統(tǒng)中，等效阻抗的端值約為 以及 ，各長度可由字母 表示，具體數值約為 千米，處于同一配電網中，其具體發(fā)生故障的概率基本一致，具體為每年每千米發(fā)生 次。該配電網中使用的饋線型號一致，且相應的電抗值達到 每千米，不同段線路的負荷值有所差異，前兩段為兩毫瓦，后一段為一毫瓦。

方案X：第一個保護裝置的電流第二段和第二個保護裝置的電流第一段同時工作時，呈現的靈敏度效果不佳。而方案Y是和第二個保護裝置的電流第二段相互配合。在配電網出現短路問題時，保護裝置需要進行切除操作，但屬于永久性的異常情況，仍然需依靠技術人員進行現場檢修。X與Y二者的差別在于第一個保護裝置在電流第二段的定值。在完成自動化操作后，對應的能量損失值相同，由此，僅需通過比較X與Y短時的能量損耗值進行方案評估。具體計算公式為：

若在線路 出現由于保護裝置造成無電的情況，則其值為 ，相反便調至 ，此種計算方式是將出現誤動的概率納入考慮的范圍內。而若屬于瞬時性問題，通常能夠在較短的時間內解決，因此，為得到有效的方案評估數據，該處將故障的恢復時間設定為一秒。在上述X與Y中，配電網中的第三個保護裝置的整定值為變化，同時其他方面的指標也達到既定的標準，因此，異常情況技能發(fā)生在前兩段。據相關模擬試驗顯示，采用方案X，會擴大故障波及的范圍，而方案Y中的第一個保護裝置的電流第二段可以實現正常的操作。對應的平均損耗量X方案小于Y方案。

結論：方案Y能夠完成相應的保護動作，但在時間上會有所延長，且X方案的錯誤率較低，通常情況下，使用X方案，可以完成正常的保護動作，由此得出，X方案要好于Y方案[3]。

結束語：定量指標的評估方式對于配置方案的選擇有切實的價值。本文借助對比的方式，對兩個方案的不同指標進行分析，以此為基礎，選出更佳的配置方案。相信經過相關人士的不斷努力研究，能夠逐漸完善評估方式。

參考文獻：

[1]沈云超，王慧芳，黃志華，等.配電網保護配置方案評估方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2019，43（20）：138-146.

[2]沈云超.統(tǒng)計模擬在電力方案評估中的應用[D].浙江大學，2019.

[3]榮秀婷，葉彬，陳靜，等.基于配電自動化的配電系統(tǒng)供電可靠性評估[J].機械設計與制造工程，2018，47（07）：34-38.