继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

杨靖

摘要：配电自动化是智能电网的重要组成部分，对于提高供电可靠性、扩大供电能力和实现电网的高效经济运行具有重要意义。而配电网故障处理是配电自动化的核心内容，其理论方法已经有大量文献报道，但是在工程实施中仍需要解决许多实际问题。本文针对继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理进行分析与讨论。

关键词：继电保护；配电自动化；配电网故障；故障处理

近几年来，许多国家的大城市相继发生了大范围停电事故，造成巨大的经济损失并对社会正常秩序造成严重影响。大城市的配电网可靠性因此受到很大的关注。为了减少线路故障的发生或将事故隐患及线路缺陷清除于萌芽阶段，作为运行人员就应该掌握线路事故发生的规律性，并采取有针对性的措施来预防或消除，尽量缩小停电面积，减短停电时间，保证配网能安全可靠的供电、运行。

1配电自动化

电力系统由发电、输电和配电三部分组成。发电环节的保护集中在元件保护，其主要目的是确保发电厂发生电气故障时将设备的损失降为最小。输电网的保护集中在输电线路的保护，其首要目的是维护电网的稳定。配电环节的保护集中在馈线保护上，配电网不存在稳定问题，一般认为馈线故障的切除并不严格要求是快速的。不同的配电网对负荷供电可靠性和供电质量要求不同。许多配电网仅是考虑线路故障对售电量的影响及配电设备寿命的影响，尚未将配电网故障对电力负荷（用户）的负面影响作为配电网保护的目的。

配电网自动化系统我国目前应用的配电网自动化系统主要有两种：

（1）集中智能式立足于事故发生后的故障隔离和网络重构；隔离、重构的判断和处理集中在配网调度系统；隔离和重构的瞬间系统对通信网络的依赖性极强；终端设备的主要功能是采集配电系统的电参数，但缺少就地控制措施。由于受客观条件和技术手段的制约，这一代集中智能式配网自动化没能发挥预期的作用。（2）分散智能（重合器与分段器配合）方式采用具有开断与关合短路电流能力的重合器作为馈线分段开关，重合器重合次数和保护动作延时时间可以整定，通过重合器的时序配合来实现馈线故障自动隔离、自动恢复非故障区供电的功能。采用重合器组实现配网自动化功能，不需要通信手段。利用重合器本身切断故障电流的能力，实现故障就地隔离，避免了因某段故障导致全线路停电的情况，同时也减少变电站出线断路器动作次数。缺点主要是：当系统发生永久故障时，为选择并隔离故障点，对配电系统多次冲击，不仅造成线路老化，对配电系统造成的扰动在某些情况下也是不能允许的。

2继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

2.1配电网故障处理。

对于配电系统故障的处理过程有一个系统、清晰、全面的思路，可以把故障处理划分为三个阶段：

（1）故障发生瞬间，故障的开断和清除。配网故障通常由继电保护自动化装置配合高压断路器在毫秒级内断开，如果继电保护速断动作整个故障持续时间一般不超过100毫秒。

（2）故障处理的第二阶段：故障区段的隔离和非故障区域的恢复供电。持续时间应该在秒级只分钟之间。随着智能电力网的发展和具有多电源的供电结构模式，因此故障后仅需要隔离故障区段，故障点前的非故障可以通过转换器转移供电信号的来源就可以自动处理。

（3）故障的处理第三个阶段是故障点的定位和排除故障。

2.2常见故障类型。

形成配电网故障的类型是多样的，原因也较多。根据故障性质，可将故障类型归纳为：（1）相间短路故障：发生相间短路故障往往造成线路跳闸，因城市配网取消了重合闸保护，因此相间短路故障是引发配网停电的主要因素，如倒杆、断线、混线、雷击、大风等；（2）单相接地故障：规程规定，AAkV电压等级的线路发生单相接地时，允许运行A小时，因此单相接地故障造成停电的情况较少，但由于接地故障点形成的跨步电压对城市人口密集区易造成群伤事件，同时非故障相的电压升高对绝缘水平也将造成更大威胁，因此，配网系统的中性点均采用经消弧线圈接地，以补偿接地电容电流。

2.3故障产生原因分析。

（1）外力破坏：近几年中，由于城市开发建设加快，加之城市社会环境较为复杂，外力因素对电力设施的破坏防不胜防，往往造成单相接地故障或相间短路故障。外力破坏主要表现在①基建开挖施工较多，对电缆线路、杆塔与拉线基础构成很大的威胁；②电力设施被盗事件频繁；③机动车辆碰撞电杆、地面设备或者挂线，也是造成故障的重要原因。

（2）用户供电设施故障：用户供电设施内部故障，引发公用线路跳闸停电的情况正逐年上升，并且已经成为引起配网故障停电的主要因素。用户供电设施得不到正常的维护，且维护工作得不到有效的监督执行，致使设备运行状况普遍下降是用户供电设施频频引发故障的主要原因。

3配电网故障处理对策

从以上分析可以看出，除因设备本身的质量引起的事故外，多数事故与设备的安装质量及运行维护有关。

3.1进一步提高线路设备的绝缘水平和过电压防护水平。在城市配网大量使用绝缘导线，提高瓷瓶、设备等的额定电压，对变压器、跌落式熔断器、避雷器的引线桩头等裸露部位加装绝缘封帽。在适当的架空线路杆塔上加装氧化锌避雷器。

3.2在配电线路上安装故障指示器。当配电线路发生故障时，能快速查出故障点及时排除，缩短故障时间，同时，加强对故障指示器的定期检查。

3.3加大防外力破坏力度。为减少车辆碰撞杆塔、变压器、拉线故障，供电部门应主动提出杆线迁改，在不具备迁改条件的设备，应安装反光警示标志，对易受车辆碰撞的变压器进行台架升高及在变台杆上涂上醒目的反光漆，在拉线上装反光警示标志，以引起车辆驾驶员的注意。对在配电线路附近开挖施工工地，做好安全宣传和设置警示标志。

4结论

随着配电网改造的深入及配电网自动化技术的发展，系统保护技术可能在配电网中率先得以应用。对继电保护与配电自动化配合的集中式故障处理模式进行了研究，分别建议了两级级差保护和三级级差保护的配置原则和多级保护与配电自动化配合的集中式故障处理策略。提出了一种多级级差保护与电压时间型馈线自动化配合的原理，可以避免在分支线故障时造成全线短暂停电。

参考文献

[1]杨一清.配电网设备在线监测技术运用及故障监测[J].电力技术交流，2009，40（17）：106-109.

[2]刘健，倪建立，杜宇.配电网故障区段判断和隔离的统一矩阵算法[J].电力系统自动化，1999，23（1）：31-33.

[3]周晓生.国内配电网建设中线路故障处理的常见方法[J].安徽工业技术学院院报，2010，40（17）：29-31.

[4]邱津津.电力行业现代自动化操控技术的灵活运用[J].南京理工大学学报，2009，17（3）：36-38.

[5]朱发国，孙德胜，姚玉斌，等.基于现场监控终端的线路故障定位优化矩阵算法[J].电力系统自动化，2000，24（15）：42-44.