淺談配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)線路故障及其應(yīng)用

1、<p>　　淺談配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)線路故障及其應(yīng)用</p><p>　　摘要：隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)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(shí)施項(xiàng)目，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)起到了不可忽視的作用，主要包括饋線自動(dòng)化技術(shù)以及配電管理系統(tǒng)。本文通過(guò)對(duì)配電系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)的了解，主要淺析配電網(wǎng)自動(dòng)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(dòng)化 故障 分析 配電管理

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

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

4、p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)具有對(duì)時(shí)功能，以便和主系統(tǒng)時(shí)鐘保持一致，能接受主系統(tǒng)的對(duì)時(shí)命令。 </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)具有自檢測(cè)功能，并在設(shè)備發(fā)生自身故障時(shí)及時(shí)報(bào)警。 </p><p>　　（4）配電網(wǎng)自動(dòng)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(shí)有效地解決出現(xiàn)的各種突發(fā)故障，有效隔離故障點(diǎn)在一個(gè)相對(duì)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(dòng)化系統(tǒng)具有強(qiáng)大的供電能力，在遭遇故障時(shí)，可以迅速承接轉(zhuǎn)移而來(lái)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(yùn)行方式。 </p><p>　?。?）過(guò)電流現(xiàn)象往往會(huì)導(dǎo)致跳閘現(xiàn)象。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在發(fā)生過(guò)電流并導(dǎo)致斷路器跳閘時(shí)起動(dòng)，并在斷路器一側(cè)電壓恢復(fù)時(shí)開(kāi)始延時(shí)計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)沿線從電源至末端依次重合，若一次重合失敗時(shí)則不會(huì)再重合，以保證配電網(wǎng)自動(dòng)

6、化系統(tǒng)的自身安全。 </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)具有過(guò)電流時(shí)生成過(guò)電流記錄的功能。 </p><p>　　（8）配電網(wǎng)自動(dòng)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(shí)刻和先后順序。 </p><p>　?。?）配電網(wǎng)自動(dòng)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(shí)及時(shí)起動(dòng)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(shí)召喚FTU 的當(dāng)前整定值。 </p><p>　?。?0) 配電網(wǎng)自動(dòng)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(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步走向了自動(dòng)化，配電網(wǎng)自動(dòng)化是其中一項(xiàng)重要內(nèi)容。目前，我國(guó)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(guò)電流保護(hù) </b></p><p>　　這種過(guò)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(jì)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(méi)有穩(wěn)定方面的問(wèn)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(shí)間配合的方式來(lái)對(duì)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(shí)限電流保護(hù)，這

9、種保護(hù)方式的時(shí)間配合特性又可以分為不同程度的時(shí)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(diǎn)?？墒且泊嬖谝韵虏蛔悖菏紫染褪?，這種電流保護(hù)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)的基本因素是將饋線看作一個(gè)整體，一旦饋線出現(xiàn)故障，就必須切斷整條線路，這就給沒(méi)有出現(xiàn)故障的區(qū)域帶來(lái)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(shí)間的延時(shí)對(duì)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(shí)，也延長(zhǎng)了解決故障的時(shí)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(dòng)限制在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，提高了供電的可靠性，在我國(guó)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)；其次就是重合器的多次重合會(huì)使相關(guān)的負(fù)荷過(guò)大。 </p><p>　　3基于饋線自動(dòng)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(dòng)化的饋線保護(hù)。按這種保護(hù)方式主要包括以下兩項(xiàng)內(nèi)容：首先,就是饋線自動(dòng)化。主要內(nèi)容就是利用強(qiáng)大的通信功能采集信息、控制程序以及對(duì)饋線進(jìn)行保護(hù)。其次，就是配電管理系統(tǒng)。主要是運(yùn)用科學(xué)的管理理念將各種縣級(jí)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的自動(dòng)化管理。這種基于饋線自動(dòng)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(diǎn)，不僅具有方便靈活、可

12、靠性高等特點(diǎn)，還提高了故障的解決速度，降低了恢復(fù)供電的時(shí)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(duì)于輻射狀網(wǎng)、樹(shù)狀網(wǎng)和處于開(kāi)環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)，在判斷故障區(qū)域時(shí)，只

13、須根據(jù)饋線沿線各斷路器是否流過(guò)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(gè)經(jīng)歷了故障電流的斷路器和第一個(gè)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(guò)，就要整定安裝在斷路器上的FTU，因?yàn)楦綦x故障

14、區(qū)段并不是根據(jù)各臺(tái)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(huì)帶來(lái)任何影響。而故障區(qū)段隔離后，越級(jí)跳閘的斷路器要復(fù)位，對(duì)于事故后跳閘斷路器的準(zhǔn)確定位是非故障區(qū)段自動(dòng)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(shí)別事故跳閘斷路器。對(duì)于

15、上例可用事故跳閘斷路器定位矩陣C來(lái)確定C=A-B。由于C矩陣中第2個(gè)元素值為1，則說(shuō)明故障時(shí)是由斷路器2跳閘切斷故障電流的。根據(jù)前邊計(jì)算可知，故障區(qū)段位于斷路器3和4之間。故應(yīng)自動(dòng)恢復(fù)斷路器2到合閘位置。對(duì)于利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的饋線自動(dòng)化功能，從故障段查找、隔離、非故障段自動(dòng)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(shí)時(shí)間比線路分段斷路器的

16、過(guò)電流延時(shí)時(shí)間長(zhǎng); 與線路分段斷路器值相連的任何一個(gè)變電所出線斷路器的過(guò)電流值都比線路分段斷路器的過(guò)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(shí)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(shì) </p><p>　　現(xiàn)階段，我國(guó)的主要通信方式為光纖通信，所以根據(jù)光纖通信的特點(diǎn)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(shí)現(xiàn)故障隔離； </p><p>　　3集中式的配電主站或子站遙控FTU實(shí)現(xiàn)向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。這種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)質(zhì)上是在自動(dòng)裝置無(wú)選擇性動(dòng)作后的恢復(fù)供電。如果能夠解決饋線故障時(shí)保護(hù)動(dòng)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(shí)現(xiàn)故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個(gè)保護(hù)裝置利用快速通信協(xié)同動(dòng)作

18、，共同實(shí)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(yǔ) </b></p><p>　　隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)于供電安全的可靠性要求也越來(lái)越高。僅靠現(xiàn)有管理手段，供電靠性指標(biāo)難以取得實(shí)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(shí)，必須要實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的智能化、自動(dòng)化，即配電網(wǎng)自動(dòng)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(shí)，通過(guò)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠迅速檢測(cè)故障信號(hào)，找到故障點(diǎn)，判斷故障性質(zhì)，從而減少故障查巡時(shí)間，有效隔離故障點(diǎn)，并迅速地將故障隔離在一個(gè)相對(duì)較小的區(qū)域內(nèi)，避免造成整個(gè)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(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2011(02) </p><p>　　[2] 蘇冬和. 配電網(wǎng)自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)及繼電保護(hù)的關(guān)鍵[J]. 廣東科技. 2009(12) </p><p>　　[4]