摘要：随着信息技术的发展，配电自动化发展迅速。其中，配电网故障的处理技术也取得了显著提升，但在实际的实施过程中还存在着很多问题。一些供电企业选择断路器作为馈线开关，期望在发生故障后能够使最近的断路器跳闸阻断电流，避免整个线路受到影响。实际上，一旦发生故障，线路上的开关保护会造成多级跳闸现象，同时也很难判断永久性或瞬时性故障。一些企业为了避免这些问题，采用了负荷开关作为馈线开关，虽然能够辨别永久性故障和瞬时性故障，但是发生故障会引起权限短暂停电，且频率较高。随着主干线电缆化的普及，故障主要发生在用户支线。据此，一些供电企业为用户接配了电流储能跳闸和单相接地跳闸功能的“看门狗”，以实现故障的隔离，防止故障波及整个配电线路，同时也能够快速定位故障点解决故障。本文主要分析了配电原则、多级保护的可行性及实施策略，期望能够为配电自动化的规划设计提供有益的参考。
关键词：继电保护；配电自动化配合；配电网故障处理
1配电自动化和继电保护概述
1.1配电自动化
配电自动化（ＤＡ）是集计算机、数据传输和控制技术为一体的信息管理系统，利用先进的设备，通过网络监控配网的实时运行，掌握网络运行情况，在未发生故障时及时消除隐患，在发生故障后将故障段隔离，避免整个配电网的瘫痪。同时，配电自动化也实现了电网状态、设备和开关等方面的管理，提高了配电方案的可行性，保障了配网供电的可靠性。
1.2继电保护
配电系统的运行受到了各种因素的影响，发生故障也很常见，对电力系统的安全性造成了一定的威胁。在运行实践中，有触点的继电器能够较好地保护电力系统和电力设备，我们将这种保护装置叫作继电保护。继电保护主要根据以下原理实现保障功能：电流增大，即电线路上的电流大大超过负荷电流；电压降低，发生故障时，各点之间的电压降低，越靠近短路点的电压越低；测量阻抗发生变化，正常情况下的测量阻抗为负荷阻抗，发生短路时测量阻抗变为线路阻抗。另外，为了满足继电保护装置功能的要求，必须保证它的选择性、速动性、灵敏性和可靠性。选择性，指当电力系统发生故障时，继电保护要求故障设备从电力系统中切除，如果发生拒动，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
2继电保护在配电网故障中的作用
一旦电力系统中出现故障问题，此时出现故障的电力系统元件的继电保护装置则会对该元件进行保护，从而促使整个电力系统和已发故障的电力系统元件进行相互的分离，并最大限度的保障了整个电力系统。一般情况下，线路中的继电保护装置只会对某一条已发故障的线路进行切断，而如果是出现拒动，此时继电保护装置会通过将上一级的断路器进行切断来达到切除故障线路的目的。第二，反应出电气元件、电力系统的异常运行情况。当出现运行状态异常时及时发出信号，便于值班人员更好地对故障进行处理。当无值班人员值守时，继电保护装置则会发挥作用对故障处的线路进行切断，以防止事故的发生。第三，继电保护装置在和电力系统中的其他自动化装置进行相互结合时，可以实现电力系统的远程操作以及自动化，并朝着控制、保护以及测量和数据通信一体化方向进行逐步发展。
3配电网的多级保护配合
3.1基本原理
对于供电半径较长、分段数较少的农村配电线路，发生故障时，故障位置上游的分段开关处的短路电流差异明显。针对这种情况，可以采用三段式实现保护配合，有选择性地切除故障。对于供电半径较短的开环城市配短线路或农村配短线路，发生故障时，故障位置上游各个分段开关处的电流差异不明显，电流定值的设置较为困难，仅能依靠保护动作延时时间级差有选择性地切除故障。
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3.2多级级差配合的可行性
多级级差的配合是指通过对变电站10ｋＶ出现开关和10ｋＶ馈线开关分别设置保护动作实现保护。为了减少短路电流的冲击力，变电站的变压器低压侧开关的过流保护动作时间最小仅设置为0．8ｓ，在此时间内设置多级级差保护的延时配合措施。目前，馈线断路器开关的机械动作时间为30～40ｍｓ，熄弧时间为10ｍｓ左右，保护的固有响应时间为３０ｍｓ左右。针对这些时间差，应该设置为１００ｍｓ内迅速切断故障电流。在馈线分值开关中设置过流脱扣断路器或熔断器，励磁涌流较小，应适当加大脱扣动作的电流阈值，以躲避励磁涌流，减少延时时间。脱扣动作能够降低故障切除时间，但其分支线需要使用人工恢复，不利于故障处理，不建议使用。在时间方面，变电站１０ｋＶ出线开关的保护动作延时时间可以为200～250ｍｓ，与变电站变压器低侧开关有一定的时差，能够实现两级级差的保护。
3.3三级级差的保护配合
随着科学技术的发展，开关技术也在不断提升，其中永磁操动机构和无触点驱动技术极大地缩短了保护动作时间。永磁操动机构的分闸时间可以达到１０ｍｓ左右，无触点电子驱动分合闸的合闸时间可以达到１ｍｓ。快速保护断路器能够实现３０ｍｓ切除电流，如果考虑时间的宽裕性，可以为上一级馈线开关设置为１００～１５０ｍｓ的保护动作延时时间，变电站１０ｋＶ出线开关设置２５０～３００ｍｓ的保护动作延时时间，变电站变压器低压侧开关保留２００～２５０ｍｓ的级差，从而实现三级保护。
4多级级差保护和集中故障处理的协调配合
4.1两级级差保护的配置原则
两级级差的保护配合中，主干馈线开关采用负荷开关；用户开关采用断路器，保护动作延时时间设定为０ｓ；变电站出线开关选用断路器，保护动作设为２００～２５０ｍｓ。两级级差保护配置有以下优点：当分支或用户发生故障后，分支或用户断路器首先跳闸，变电站出现开关不跳闸，这样就不会造成全部停电，避免了全负荷开关馈线故障导致全部或多数停电的问题；故障出现后不会出现多级或越级跳闸，故障点的范围较小，处理简单，恢复时间短，避免了全断路器开关馈线不足的问题；成本较低，符合经济性的要求。
4.2两级级差保护下的集中故障处理策略
如果主干线为全架空馈线，处理步骤为：①变电站出现短路器跳闸切断故障电流；②在０．５ｓ的延时后，变电站的出线断路器重合，若重合成功则为瞬时性故障，若失败则为永久性故障；③根据配电端上报的数据判断故障区域；④若为瞬时性故障则记录在案，若为永久性故障则隔离故障区，恢复其他区域供电，做好故障记录。若主干线为全电缆馈线，则集中故障处理步骤为：①馈线发生故障即为永久性故障，需要变电站出现断路器切断故障电流；②主站根据上报的故障信息判断故障区域；③遥控故障区域周边开关，隔离故障区域，遥控相应变电站出现断路器开关合闸恢复区域供电。若在分支或用户处发生故障，处理步骤为：①分支的断路器或用户断路器跳闸切断电流；②若支线为架空线路，若快速重合闸控制开放，０．５ｓ延时后重合则为瞬时性故障，若重合失败则为永久性故障。
5结论
在处理多级级差保护与配电自动化配合的故障中应遵循多级级差保护配置原则，将多级级差保护配置的优点体现出来。本文也针对故障发生在全架空馈线、全电缆馈线以及分支线路上进行了分析，只有将容易发生故障的地方加以分析并得到解决才能更好地促进我国配电网的进一步发展，为我国今后配电网的发展奠定基础。
参考文献：
[1]刘文浩.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理措施分析[J].科技风,2017(24):172.
[2]谭周权.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理探讨[J].中国战略新兴产业,2017(36):92-93.
[3]王靖楠.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].城市建设理论研究(电子版),2017(27):13.
论文作者:尹衍武
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/12
标签：故障论文; 级差论文; 断路器论文; 电流论文; 变电站论文; 发生论文; 电力系统论文; 《电力设备》2018年第14期论文;