淺談配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)線路故障及其應(yīng)用

1、<p>　　淺談配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)線路故障及其應(yīng)用</p><p>　　摘要：隨著我國的經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造建設(shè)是現(xiàn)階段的重要實施項目，配電網(wǎng)自動化技術(shù)起到了不可忽視的作用，主要包括饋線自動化技術(shù)以及配電管理系統(tǒng)。本文通過對配電系統(tǒng)相關(guān)知識的了解，主要淺析配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)線路故障及其應(yīng)用，并進(jìn)行了分析與總結(jié)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)自動化 故障 分析 配電管理

2、系統(tǒng) </p><p>　　中圖分類號： U665.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　我國供配電系統(tǒng)配網(wǎng)自動化的應(yīng)用處于初級階段，國內(nèi)許多地方剛剛開始試點，國內(nèi)城市配網(wǎng)饋線自動化率不足10%，尚未形成統(tǒng)一的模式，不同的設(shè)計方案所帶來的實施方案也是截然不同，發(fā)展極不成熟，而目前國

3、外配網(wǎng)自動化的比例已達(dá)到60% ～ 70%。只有通過不斷分析探究，才能逐步提高實施配網(wǎng)自動化設(shè)備的手段進(jìn)而全面提升運行水平。 </p><p><b>　　一、配電網(wǎng)自動化 </b></p><p>　　1配電網(wǎng)自動化的基本功能主要有以下幾點: </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有實現(xiàn)三遙( 遙信、遙測和遙控) 的功能。 </

4、p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有對時功能，以便和主系統(tǒng)時鐘保持一致，能接受主系統(tǒng)的對時命令。 </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有自檢測功能，并在設(shè)備發(fā)生自身故障時及時報警。 </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠自己準(zhǔn)確判斷故障的具體位置，并且能夠及時有效地解決出現(xiàn)的各種突發(fā)故障，有效隔離故障點在一個相對較小的區(qū)域內(nèi)，迅速恢復(fù)供電功能。

5、 </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有強大的供電能力，在遭遇故障時，可以迅速承接轉(zhuǎn)移而來的負(fù)荷，并能根據(jù)配電網(wǎng)的負(fù)荷均衡程度合理改變配電網(wǎng)的運行方式。 </p><p>　?。?）過電流現(xiàn)象往往會導(dǎo)致跳閘現(xiàn)象。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)在發(fā)生過電流并導(dǎo)致斷路器跳閘時起動，并在斷路器一側(cè)電壓恢復(fù)時開始延時計數(shù)，從而實現(xiàn)沿線從電源至末端依次重合，若一次重合失敗時則不會再重合，以保證配電網(wǎng)自動

6、化系統(tǒng)的自身安全。 </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有過電流時生成過電流記錄的功能。 </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有事件發(fā)生順序記錄的功能，可記錄狀態(tài)量發(fā)生變化的時刻和先后順序。 </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有定值的遠(yuǎn)方修改以及召喚功能。在故障發(fā)生時及時起動事故記錄，能使FTU 接收監(jiān)控中心的指定修改定值，并使監(jiān)控中

7、心可以隨時召喚FTU 的當(dāng)前整定值。 </p><p>　?。?0) 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有停電后仍維持工作的功能。 </p><p>　　二、配電網(wǎng)饋線保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀 </p><p>　　近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步走向了自動化，配電網(wǎng)自動化是其中一項重要內(nèi)容。目前，我國的配電網(wǎng)饋線保護(hù)技術(shù)還在不斷的發(fā)展階段，需要進(jìn)一步的完善。 <

8、;/p><p><b>　　1過電流保護(hù) </b></p><p>　　這種過電流保護(hù)是一種傳統(tǒng)的繼電流保護(hù)方式。由于經(jīng)濟因素的影響，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)饋線保護(hù)一般采用電流保護(hù)的方式。這種保護(hù)方式所采用的配電線路較短，而且配電網(wǎng)也沒有穩(wěn)定方面的問題存在，所以為了能夠讓這一保護(hù)行為具有選擇性，利用時間配合的方式來對全線路進(jìn)行保護(hù)。經(jīng)常采用的方式主要有兩種：一種為反時限電流保護(hù)，這

9、種保護(hù)方式的時間配合特性又可以分為不同程度的時限電流，另一種為三段電流保護(hù)。這種電流保護(hù)方式具有方便靈活，成本較低等特點?？墒且泊嬖谝韵虏蛔悖菏紫染褪牵@種電流保護(hù)對配電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)的基本因素是將饋線看作一個整體，一旦饋線出現(xiàn)故障，就必須切斷整條線路，這就給沒有出現(xiàn)故障的區(qū)域帶來了一定的影響，降低了供電系統(tǒng)的可靠性；其次，就是這種方式所采用的是利用時間的延時對所要保護(hù)的目標(biāo)進(jìn)行選擇，影響供電設(shè)施的使用壽命的同時，也延長了解決故障的時間。

10、</p><p>　　2重合器方式的饋線保護(hù) </p><p>　　這種方式在傳統(tǒng)電流保護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，其主要內(nèi)容就是利用重合器將饋線故障自動限制在一個區(qū)域內(nèi)，提高了供電的可靠性，在我國的城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中得到了廣泛應(yīng)用。但也存在以下不足：首先就是故障出現(xiàn)后所隔離的時間過長；其次就是重合器的多次重合會使相關(guān)的負(fù)荷過大。 </p><p>　　3基于饋線自動化的饋線

11、保護(hù) </p><p>　　目前，效果最好的一種配電網(wǎng)饋線保護(hù)技術(shù)就是基于饋線自動化的饋線保護(hù)。按這種保護(hù)方式主要包括以下兩項內(nèi)容：首先,就是饋線自動化。主要內(nèi)容就是利用強大的通信功能采集信息、控制程序以及對饋線進(jìn)行保護(hù)。其次，就是配電管理系統(tǒng)。主要是運用科學(xué)的管理理念將各種縣級技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的自動化管理。這種基于饋線自動化的饋線保護(hù)綜合了傳統(tǒng)的電流保護(hù)以及重合器方式饋線保護(hù)的優(yōu)點，不僅具有方便靈活、可

12、靠性高等特點，還提高了故障的解決速度，降低了恢復(fù)供電的時間。這種饋線保護(hù)方式是今后主 </p><p><b>　　流應(yīng)用方式。 </b></p><p>　　三、線路故障區(qū)段查找的基本原理 </p><p>　　1饋線故障區(qū)段的定位 </p><p>　　對于輻射狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)和處于開環(huán)運行的環(huán)狀網(wǎng)，在判斷故障區(qū)域時，只

13、須根據(jù)饋線沿線各斷路器是否流過故障電流就可以判斷故障區(qū)段。假設(shè)饋線上出現(xiàn)單一故障，顯然故障區(qū)段位于從電源側(cè)到線路末端方向最后一個經(jīng)歷了故障電流的斷路器和第一個未經(jīng)歷故障電流的斷路器之間，這樣就可以根據(jù)定位，將故障快速解決。 </p><p>　　2事故跳閘斷路器的定位 </p><p>　　要想準(zhǔn)確的了解各斷路器的具體情況，確定故障電流是否經(jīng)過，就要整定安裝在斷路器上的FTU，因為隔離故障

14、區(qū)段并不是根據(jù)各臺電路器不同的定值，所以，不同的電路器可以使用相同的定值。這樣即使增加饋線上的分段數(shù)目也不會帶來任何影響。而故障區(qū)段隔離后，越級跳閘的斷路器要復(fù)位，對于事故后跳閘斷路器的準(zhǔn)確定位是非故障區(qū)段自動恢復(fù)供電的關(guān)鍵。 </p><p>　　3事故跳閘斷路器定位矩陣 </p><p>　　用事故前斷路器狀態(tài)信息矩陣A減去事故后斷路器狀態(tài)信息矩陣B，即可準(zhǔn)確地識別事故跳閘斷路器。對于

15、上例可用事故跳閘斷路器定位矩陣C來確定C=A-B。由于C矩陣中第2個元素值為1，則說明故障時是由斷路器2跳閘切斷故障電流的。根據(jù)前邊計算可知，故障區(qū)段位于斷路器3和4之間。故應(yīng)自動恢復(fù)斷路器2到合閘位置。對于利用計算機系統(tǒng)實現(xiàn)的饋線自動化功能，從故障段查找、隔離、非故障段自動恢復(fù)，一般僅需要十幾秒鐘。 </p><p>　　4“手拉手”供電線路分段斷路器的相關(guān)保護(hù)原則: 變電所出線斷路器延時時間比線路分段斷路器的

16、過電流延時時間長; 與線路分段斷路器值相連的任何一個變電所出線斷路器的過電流值都比線路分段斷路器的過電流值大; “手拉手”供電線路上所有分段斷路器的固定值和時間都應(yīng)統(tǒng)一設(shè)置成一樣的值。 </p><p>　　四、饋線保護(hù)的發(fā)展趨勢 </p><p>　　現(xiàn)階段，我國的主要通信方式為光纖通信，所以根據(jù)光纖通信的特點而應(yīng)用的饋線保護(hù)分為以下幾部分內(nèi)容： </p><p>

17、;　　1電流保護(hù)切除故障； </p><p>　　2集中式的配電主站或子站遙控FTU實現(xiàn)故障隔離； </p><p>　　3集中式的配電主站或子站遙控FTU實現(xiàn)向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。這種實現(xiàn)方式實質(zhì)上是在自動裝置無選擇性動作后的恢復(fù)供電。如果能夠解決饋線故障時保護(hù)動作的選擇性，就可以大大提高饋線保護(hù)的性能，從而一次性地實現(xiàn)故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個保護(hù)裝置利用快速通信協(xié)同動作

18、，共同實現(xiàn)有選擇性的故障隔離，這就是饋線系統(tǒng)保護(hù)的基本思想。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，用戶對于供電安全的可靠性要求也越來越高。僅靠現(xiàn)有管理手段，供電靠性指標(biāo)難以取得實質(zhì)改善。為提高電網(wǎng)供電的可靠性以及供電能力，在加大配電網(wǎng)建設(shè)、改造力度的同時，必須要實現(xiàn)配電網(wǎng)的智能化、自動化，即配電網(wǎng)自動化。配電

19、網(wǎng)還必須具有一定的可靠性，要求具有很高的抗干擾能力，能夠可靠地執(zhí)行相關(guān)工作，并具備可靠的自恢復(fù)功能。在面臨事故時，通過配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠迅速檢測故障信號，找到故障點，判斷故障性質(zhì)，從而減少故障查巡時間，有效隔離故障點，并迅速地將故障隔離在一個相對較小的區(qū)域內(nèi)，避免造成整個配電網(wǎng)癱瘓，保證用戶正常用電 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>

20、　　[1] 楊建雄. 饋線自動化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2011(02) </p><p>　　[2] 蘇冬和. 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)及繼電保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 廣東科技. 2008(16) </p><p>　　[3] 陳冠禧. 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)及繼電保護(hù)的關(guān)鍵[J]. 廣東科技. 2009(12) </p><p>　　[4]