陳惠

摘 要：在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，配電自動(dòng)化也獲得了更廣闊的發(fā)展空間。但是受電力系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜的影響，配電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)遇到一系列的故障問(wèn)題，如一些電力企業(yè)會(huì)選擇斷路器作為基本的饋線開(kāi)關(guān)，目的是在配電網(wǎng)出現(xiàn)故障而發(fā)生斷路之后，能及時(shí)通過(guò)跳閘操作來(lái)阻斷電流，在最大限度上減少斷路對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的不利影響。但從發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，一旦出現(xiàn)斷電故障，線路開(kāi)關(guān)保護(hù)會(huì)出現(xiàn)多級(jí)跳閘的現(xiàn)象，且這種跳閘會(huì)引發(fā)較高頻率的斷電問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù); 故障; 配電自動(dòng)化;

繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(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。

1繼電保護(hù)原理與配電自動(dòng)化可行性

1.1繼電保護(hù)原理

繼電保護(hù)具有重要的安全意義，其能在電路本身發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)迅速進(jìn)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作，達(dá)到保護(hù)基礎(chǔ)區(qū)域的目標(biāo)。通常情況下故障電流的差異性較為顯著，因此可采用三段保護(hù)的措施，針對(duì)電流本身的固定數(shù)值及上下配合方式進(jìn)行操作，有效達(dá)到保護(hù)選擇目標(biāo)及效率需求。在線路建設(shè)距離相對(duì)較短的城市配電范圍中，繼電保護(hù)可在故障發(fā)生時(shí)通過(guò)保護(hù)延時(shí)的方式進(jìn)行基礎(chǔ)配合，有效解決故障切斷問(wèn)題，進(jìn)一步強(qiáng)化安全性能。如果線路長(zhǎng)度大于1km便需應(yīng)用中間斷路器，確保能達(dá)到預(yù)定效果。在與配電自動(dòng)化協(xié)同的技術(shù)方案中，分支電路的開(kāi)關(guān)與用戶開(kāi)關(guān)、變電出口短路器需通過(guò)合作的方式降低故障出口越級(jí)可能性，實(shí)現(xiàn)選擇性關(guān)閉的效果，削弱故障帶來(lái)的損害。

1.2配電自動(dòng)化可行性

常規(guī)配電自動(dòng)化方案主要分為三個(gè)類型：就地控制、集中控制、分布控制。分布式策略主要通過(guò)饋線裝置間的信息交換方式實(shí)現(xiàn)快速定位問(wèn)題區(qū)域、自動(dòng)隔離、恢復(fù)原狀態(tài)等功能;集中控制與就地控制兩種方案的應(yīng)用時(shí)間都處于分鐘級(jí)狀態(tài)，相對(duì)于分布式策略存在效率劣勢(shì)。通過(guò)采用分布配電自動(dòng)化可使故障隔離操作在瞬間完成，有效增強(qiáng)系統(tǒng)本身的運(yùn)行穩(wěn)定性，降低問(wèn)題帶來(lái)的損害[2]，因此常規(guī)配電自動(dòng)化主要采用分布控制的方式運(yùn)行。在這種模式中，分段開(kāi)關(guān)需結(jié)合斷路器應(yīng)用，針對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行直接切除，實(shí)現(xiàn)損害控制的效果。同時(shí)還可有效提高供電修復(fù)的效率，縮減后續(xù)經(jīng)濟(jì)損失規(guī)模。在分布式操作類型中自動(dòng)化分為兩種實(shí)現(xiàn)方式，即協(xié)同與代理。協(xié)同策略通過(guò)對(duì)數(shù)個(gè)智能終端進(jìn)行規(guī)劃，使其能達(dá)到配合的效果，在故障發(fā)生時(shí)快速完成定位操作并進(jìn)行隔離、恢復(fù)等環(huán)節(jié);而代理方式則需利用單個(gè)智能化終端進(jìn)行操作，整體應(yīng)用效率較高，但安全性較差。一旦智能化終端出現(xiàn)問(wèn)題，便會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化流程無(wú)法執(zhí)行，嚴(yán)重?fù)p害應(yīng)用效果。

2多級(jí)差配合的可行性

考慮到涌流電流比主開(kāi)關(guān)小得多，適當(dāng)提高跳閘動(dòng)作中電流門限值，不需采取延時(shí)措施，就可以防止涌流。通過(guò)這種方式，分支斷路器或過(guò)流斷路器可以更快地排除故障，但分支線路或用戶側(cè)斷路器需要人工操作，因此不推薦用于配電自動(dòng)化饋線。下面是對(duì)三級(jí)差動(dòng)保護(hù)的可行性分析，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使開(kāi)關(guān)技術(shù)迅速發(fā)展，永磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)和無(wú)接觸驅(qū)動(dòng)技術(shù)大大縮短了保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。永磁驅(qū)動(dòng)器的工作時(shí)間約為10ms，無(wú)觸點(diǎn)電子驅(qū)動(dòng)電路的分閘、合閘延遲時(shí)間可小于LMS，本算法可以在10h左右完成對(duì)系統(tǒng)的故障診斷?？焖俦Ｗo(hù)斷路器可以在30ms內(nèi)切斷故障電流，如果饋線開(kāi)關(guān)設(shè)定保護(hù)動(dòng)作延遲為0ms，則故障電流可以在30ms內(nèi)迅速切斷故障電流，考慮到一定的時(shí)間間隔，上饋線開(kāi)關(guān)可以在100～150ms內(nèi)整定保護(hù)動(dòng)作延遲，為變電所千伏出線開(kāi)關(guān)的整定保護(hù)動(dòng)作延遲250～300ms，與變電所低壓側(cè)開(kāi)關(guān)仍有200～250ms的級(jí)差，保證了選擇性，實(shí)現(xiàn)了三級(jí)差動(dòng)保護(hù)。備用保護(hù)動(dòng)作選擇變壓器、斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、線路和電流互感器（即變電所低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的過(guò)流保護(hù)），所提出的多段差動(dòng)保護(hù)方案不會(huì)改變備用保護(hù)的整定值，因此不會(huì)影響這些設(shè)備的熱穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明：在不影響上部保護(hù)配合的情況下，彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)至少兩級(jí)差動(dòng)保護(hù)配合。采用永久磁控機(jī)構(gòu)與無(wú)接點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三步差分保護(hù)協(xié)調(diào)。在承受大短路電流的情況下，變電站低壓側(cè)開(kāi)關(guān)的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的延遲時(shí)間，可適當(dāng)延長(zhǎng)，以達(dá)到高電平保護(hù)合作。

3繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化的配合

3.1二級(jí)距離保護(hù)配置

一是選線開(kāi)關(guān)、斷路器開(kāi)關(guān)、用戶開(kāi)關(guān)、分支開(kāi)關(guān)、變電所選線開(kāi)關(guān)、主干開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān);二是設(shè)置保護(hù)動(dòng)作延遲時(shí)間。變電站接線開(kāi)關(guān)的保護(hù)時(shí)間只有200～250ms。設(shè)置上述兩級(jí)距離保護(hù)，首先可以快速發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，縮短故障處理時(shí)間，提高處理效率;其次可以避免分支線路或用戶線路區(qū)段跳閘，由于斷路器具有多級(jí)距離保護(hù)，可以在第一時(shí)間及時(shí)切斷故障點(diǎn)，避免與其他線路的關(guān)聯(lián)。

3.2中央故障處理措施

當(dāng)處理故障時(shí)，可先用斷路器斷開(kāi)，延遲0.5s后，若線路連接成功，則判定為瞬間故障，如果線路出現(xiàn)故障，則表明故障是永久性的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能有效地進(jìn)行地區(qū)分支線和用戶線路故障，減少變電站斷路器斷開(kāi)后大面積停電，并能有效地劃分繼電保護(hù)的三級(jí)保護(hù)范圍。

3.3饋線自動(dòng)化饋線

分網(wǎng)與重閘形式的合理配合，保證了分網(wǎng)與重閘時(shí)間的協(xié)調(diào)。由于分叉故障和用戶線路故障等原因造成的全網(wǎng)停電事件頻繁發(fā)生，所以，在配電自動(dòng)化中，當(dāng)供電線的開(kāi)閉開(kāi)關(guān)無(wú)動(dòng)作時(shí)，為使其能在一定電壓時(shí)間內(nèi)進(jìn)行區(qū)分處理，從而實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，需合理選擇配電保護(hù)技術(shù)。確保無(wú)故障線路正常運(yùn)行，正常供電。

4配電網(wǎng)自動(dòng)化與繼電保護(hù)協(xié)同應(yīng)用的展望

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。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總結(jié)

綜上，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。

參考文獻(xiàn)

[1]邵長(zhǎng)鋒，吳麗君.繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理[J].工程技術(shù)：引文版，2016，2.

[2]曹鑄強(qiáng).繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2018，3.

[3]劉文浩.繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理措施分析[J].科技風(fēng)，2017，24.

[4]譚周權(quán).繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障處理探討[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017，9.