簡(jiǎn)析繼電保護(hù)與配電自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障及其解決方法探究 摘要：智能電網(wǎng)重要的組成部分就是配電的自動(dòng)化，它對(duì)于增強(qiáng)電網(wǎng)的可靠性、供電能力以及使其能夠經(jīng)濟(jì)高效地運(yùn)行有著非常重要的意義，其核心的內(nèi)容就是關(guān)于故障的處理。本文筆者立足于繼電保護(hù)和配電的自動(dòng)化配合的配電網(wǎng)故障為基礎(chǔ)，對(duì)其故障的解決方法作一個(gè)探討。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；配電自動(dòng)化；配電網(wǎng)故障；解決方案

Abstract: the smart grid is an important part of power distribution automation, to enhance the reliability of the power grid it, power supply and so it can economic efficient operation has a very important significance, its core is about the content of the fault processing. The author in this paper based on the relay protection and automation of the distribution of power with power distribution network fault as the foundation, the fault of the solving methods of a discussion.

Keywords: relay protection; Distribution automation; Power distribution network fault; solutions

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一、故障的分析

配電網(wǎng)故障，在供電系統(tǒng)中普遍存在，部分供電企業(yè)選用斷路器代替開(kāi)關(guān)，并期望故障產(chǎn)生的時(shí)候，離故障區(qū)域最近的斷路器可以及時(shí)跳閘將故障電流阻斷，進(jìn)而避免故障影響到整條供電線路。但是，在實(shí)際的情況之中，故障產(chǎn)生后，由于各級(jí)的開(kāi)關(guān)保護(hù)配合問(wèn)題的存在，導(dǎo)致了越級(jí)以及多級(jí)跳閘現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)給判別故障的性質(zhì)工作帶來(lái)困難。為將這一現(xiàn)象避免，部分供電企業(yè)則利用負(fù)荷開(kāi)關(guān)作饋線開(kāi)關(guān)，這一方法雖解決了多級(jí)跳閘與故障性質(zhì)的判斷等問(wèn)題，但卻存在有一點(diǎn)故障全線就會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)停電的弊端，使得用戶停電現(xiàn)象頻繁。

隨著饋線的主干線路的絕緣化與電纜化比例不斷升高，供電的主干線出現(xiàn)故障的頻率明顯的減少，故障大部分在用戶支路產(chǎn)生。所以，部分的供電企業(yè)在用戶支線的入口位置，設(shè)置了具備單相接地與過(guò)電流儲(chǔ)能跳閘功能餓開(kāi)關(guān)，其目的是為了將用戶側(cè)的故障自動(dòng)隔離，避免用戶側(cè)的故障波及全線，同時(shí)確立故障的責(zé)任分界點(diǎn)。

二、 故障的處理

2.1、兩級(jí)級(jí)差保護(hù)配置的原則

在兩級(jí)的級(jí)差保護(hù)配合之下，線路之上保護(hù)配置與開(kāi)關(guān)的類型組合的選擇原則：分支、用戶以及變電站的出線開(kāi)的開(kāi)關(guān)選取斷路器；主干的饋線開(kāi)關(guān)均用負(fù)荷開(kāi)關(guān)；分支、用戶的斷路器開(kāi)關(guān)，其保護(hù)動(dòng)作所設(shè)定的動(dòng)作延時(shí)的時(shí)間為0；而變電站的出線開(kāi)關(guān)為200至250ms。

采取該兩級(jí)級(jí)差的保護(hù)配置之后，所具備的優(yōu)點(diǎn)：其一，分支、用戶產(chǎn)生故障之后，故障點(diǎn)先跳閘，變電站的出線開(kāi)關(guān)則不會(huì)跳閘，所以，不會(huì)導(dǎo)致全線停電；將故障發(fā)生時(shí)停電的用戶過(guò)多這一問(wèn)題有效的解決了。其二，開(kāi)關(guān)越級(jí)、多級(jí)跳閘地現(xiàn)象將不再產(chǎn)生，簡(jiǎn)化了故障的處理過(guò)程；操作的開(kāi)關(guān)數(shù)量減少，恢復(fù)瞬時(shí)性的故障所用的時(shí)間很短；將全斷路器的開(kāi)關(guān)饋線的不足克服了。其三，主線采取負(fù)荷開(kāi)關(guān)比采取全斷路器經(jīng)濟(jì)。

2.2、兩級(jí)級(jí)差的保護(hù)之下故障的處理

其一，當(dāng)主干線是全架空的饋線，其集中式的故障處理是：當(dāng)饋線產(chǎn)生故障之后，變電站的出線斷路器將跳閘進(jìn)而將故障電流切斷。在0.5s的延時(shí)之后，變電站的出線斷路器將閉合；如果閉合成功，那么其肯定是瞬時(shí)性的故障，如果失敗，則肯定是永久性的故障。主站依據(jù)所收集配電的終端相關(guān)的故障信息，將故障的區(qū)域判斷出來(lái)。當(dāng)為瞬時(shí)性的故障時(shí)，將相應(yīng)的信息存入到瞬時(shí)性的故障處理的記錄中；當(dāng)為永久性的故障時(shí)，則對(duì)故障周邊的開(kāi)關(guān)、分閘進(jìn)行遙控，以將故障區(qū)域隔離，同時(shí)遙控相應(yīng)的變電站的出線的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)與斷路器閉合，將正常區(qū)域的供電恢復(fù)，并把相應(yīng)的信息存進(jìn)永久性的故障的處理記錄當(dāng)中。

其二，當(dāng)主干線是全電纜式的饋線時(shí)，其集中式的故障處理的步驟是：若饋線產(chǎn)生故障之后即被認(rèn)定為永久性的故障，變電站的出線的斷路器則會(huì)跳閘將故障的電流切斷。主站依據(jù)所收集配電的終端相關(guān)的故障信息，將故障的區(qū)域判斷出來(lái)。對(duì)相應(yīng)的環(huán)網(wǎng)柜的故障點(diǎn)周邊區(qū)域的開(kāi)關(guān)、分閘進(jìn)行遙控，將故障區(qū)域隔離出來(lái)，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的環(huán)網(wǎng)柜地聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)與變電站的出線的斷路器開(kāi)關(guān)閉合，將正常區(qū)域的供電恢復(fù)，并把相應(yīng)的信息存進(jìn)永久性的故障的處理記錄當(dāng)中。

其三，當(dāng)分支、用戶產(chǎn)生故障之后，其集中式的故障的處理步驟是：相應(yīng)的分支、用戶的斷路器發(fā)生跳閘將故障電流切斷。如果跳閘的分支、用戶的斷路器的支路是架空的線路，就可以快速的對(duì)重合閘進(jìn)行開(kāi)放控制，經(jīng)過(guò)0.5s的延時(shí)之后，相應(yīng)的斷路器將閉合。如果重合成功了，則可以斷定其是瞬時(shí)性的故障，如果重合失敗，則可以斷定其是永久性的故障。如果跳閘的分支、用戶的斷路器的支路是電纜式的線路，就可以直接的斷定其是永久性的故障。如圖1a所示的架空配電的線路，當(dāng)采取兩級(jí)級(jí)差的保護(hù)再配合集中式的故障進(jìn)行處理的時(shí)候，其具體的配置為：變電站的出線的開(kāi)關(guān)是S2和S1與用戶的開(kāi)關(guān)B2和B1所采取的斷路器；聯(lián)絡(luò)用開(kāi)關(guān)和分段用開(kāi)關(guān)A1到A7所采取的負(fù)荷開(kāi)關(guān)；B2和B1斷電器的保護(hù)動(dòng)作的延遲時(shí)間設(shè)置成0s，而變電站的出線的斷路器S2和S1則設(shè)置為200ms。由于主干線是全架空的線路，因此，變電站的出線的斷路器與用戶的斷路器重合閘的控制均是開(kāi)放的。在本文的圖中，圓圈表示的是負(fù)荷開(kāi)關(guān)、方塊表示的是斷路器、空心表示的是分閘，實(shí)心表示的是合閘。

文中圖1所示的是兩級(jí)級(jí)差的保護(hù)與集中式的配電的自動(dòng)化配合地典型的架空配電的線路于分支線與主干線產(chǎn)生了故障之后地處理過(guò)程為：

①假定A2到A3間的饋線段產(chǎn)生了永久性的故障；其集中式的故障的處理過(guò)程為：S1斷路器將跳閘將故障的電流切斷；如圖1b所示。在經(jīng)過(guò)了0.5s的延時(shí)之后，變電站的出現(xiàn)的S1斷路器重合；如圖1c所示。因?yàn)橹睾系氖怯谰眯缘墓收希�所以重合失敗，同時(shí)斷定其是永久性的故障；如圖1d所示。配電的自動(dòng)化的主站依據(jù)配電的終端所上報(bào)的A2、A1和S1開(kāi)關(guān)流經(jīng)的故障電流；而其他的開(kāi)關(guān)沒(méi)有故障電流流經(jīng)地信息；因此斷定出，故障產(chǎn)生于A3與A2間的饋線段；所以，對(duì)A3與A2負(fù)荷開(kāi)關(guān)兩個(gè)分閘進(jìn)行遙控，將故障區(qū)域進(jìn)行隔離；如圖1e所示。接著對(duì)A5與S1合閘進(jìn)行遙控，將正常區(qū)域的供電恢復(fù)；如圖1f所示。

②假定B1所帶的用戶的線路下產(chǎn)生了永久性的故障；其集中式的故障的處理過(guò)程為：B1斷路器則跳閘將故障的電流切斷；如圖1g所示。在經(jīng)過(guò)了0.5s的延時(shí)之后，斷路器B1重合；如圖h所示。因?yàn)橹睾显谟谰眯缘墓收现�上，故重失�。籅1斷路器跳閘且不能再重合；完成了的隔離；如圖1i所示，由此可見(jiàn)，主干線沒(méi)有受到故障的影響而形成短暫的停電。

2.3、三級(jí)級(jí)差的保護(hù)配置的原則

采取無(wú)觸點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)與永磁操動(dòng)的機(jī)構(gòu)地三級(jí)級(jí)差的保護(hù)典型的配置通常有下面三種：

其一，變電站的10KV的出線開(kāi)關(guān)與饋線的用戶開(kāi)關(guān)和分支開(kāi)關(guān)共同形成了三級(jí)級(jí)差的把好；如圖2a所示。B1到B4用戶開(kāi)關(guān)的保護(hù)動(dòng)作，其延遲的時(shí)間設(shè)置成0s；而饋線的分支開(kāi)關(guān)A6和A5設(shè)置成100到150ms之間；而變電站的出線開(kāi)關(guān)則設(shè)置成250到300ms之間。

其二，變電站的10KV的出線開(kāi)關(guān)與某一個(gè)饋線分段的開(kāi)關(guān)和饋線分支的開(kāi)關(guān)三者形成了三級(jí)極差的保護(hù)；如圖2b所示。在其中，饋線分支的開(kāi)關(guān)A6、A5和A7的保護(hù)動(dòng)作的延遲時(shí)間設(shè)置成0s；而饋線分段的開(kāi)關(guān)A2的保護(hù)動(dòng)作的延時(shí)設(shè)置成100到150ms；而變電站的出現(xiàn)開(kāi)關(guān)則設(shè)置成250到300ms。

其三，變電站的10KV的出線開(kāi)關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜的出現(xiàn)開(kāi)關(guān)和中間的某級(jí)的換王

國(guó)地進(jìn)線開(kāi)關(guān)三者形成了三級(jí)級(jí)差的保護(hù)；如圖2c所示。在其中環(huán)網(wǎng)柜的出線開(kāi)關(guān)B1到B2的保護(hù)動(dòng)作的延遲時(shí)間均設(shè)置成0s；而中間的開(kāi)關(guān)A4的保護(hù)作動(dòng)的延遲時(shí)間設(shè)置成100到150ms；而變電站的出線開(kāi)關(guān)則設(shè)置成250到300ms。

其中，三級(jí)級(jí)差的保護(hù)和集中式的故障處理的配合原理和兩級(jí)級(jí)差的保護(hù)處理的情況相似，在此就不贅述。

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。