探析继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

探析继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

闫宏飞

内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特市清水河供电分公司, 内蒙古 呼和浩特011600

摘要：配电网作为电力系统的重要组成部分，承担着将电能从输电网传送到用户终端的重要任务。然而，由于外界因素的干扰和设备自身的老化等原因，配电网故障时有发生，给供电可靠性和安全性带来了挑战。为了及时快速地处理配电网故障，并保证电力供应的连续性，继电保护和配电自动化技术被广泛应用于配电网故障处理中。

关键词：继电保护；配电自动化；配电网；故障处理

1继电保护与配电自动化配合的配电网故障类型

（1）相间短路故障。由于配电线路运行环境较为复杂，如果线路接触异物、线路遭受外力破坏、鸟类生物在线路筑巢，或是线路遭受雷电流打击，都有可能出现相间短路故障。（2）小电流接地故障。小电流接地系统为电压等级不超过35kV的接地系统，有着电压等级低、分支众多、走向复杂的特点，如果两相导体对地间绝缘装置损坏，导致配电线路直接和大地连接，则会出现接地故障。同时，配电网在高压侧缺相运行情况下，无法维持各相对地电压平衡状态，因相量和不为零而在绕组部位形成零序电压，最终出现接地故障。（3）小电阻接地系统单相接地故障。系统运行期间，由于线路负荷侧断线接地，和接地变压器小电阻形成故障回路，出现单相接地故障，还有可能引发高阻故障发生与造成人体触电。

2配电网故障处理的关键技术

2.1故障检测与定位技术

故障检测与定位是配电自动化系统的重要功能，它直接关联到配电网络的安全性和稳定性。当配电系统出现问题，比如短路或设备故障等，继电保护装置会第一时间通过监测电流和电压等关键参数的异常变化来识别故障。一旦检测到这些参数超过正常范围，会立即发出警报并向自动化系统传递故障信号。配电自动化系统收到信号后，会迅速分析来自网络各个监测点的数据，如保护装置动作信息、断路器状态和故障指示器反馈等，来精确地定位故障发生的位置。确定故障点之后，系统便执行隔离操作，通过远程控制相关断路器或开关来隔离故障点，避免故障扩散。这个过程极大地缩短了故障排除时间，提高了电网的稳定运行能力和供电可靠性。随后，系统还能通过重新配置配电网，将受影响的用户迅速转接至其他正常线路，以恢复供电服务。

2.2故障隔离与恢复技术

故障隔离与恢复技术的关键在于故障检测和故障定位。配电网自动化系统通过实时监测电力设备的运行状态和电流、电压等参数，能够快速准确地检测到故障的发生。一旦发生故障，系统会自动切断故障区域与其他正常供电区域的连接，以防止故障扩散和影响正常供电。隔离故障区域后，配电网还需要恢复其他正常供电区域的电力供应。这需要自动化系统根据故障隔离的结果，重新配置电力供应路径，使得电力能够绕过故障区域，继续供应给其他用户。在恢复过程中，系统需要考虑到电力负荷的平衡和电压的稳定性，确保供电的可靠性和稳定性。故障隔离与恢复技术的实施还需要配电网络的优化和改造。通过合理规划和布置电力设备，提高系统的可靠性和可操作性，能够更好地支持故障隔离与恢复技术的应用。此外，配电网还需要建立完善的故障隔离与恢复操作流程，培训专业人员掌握相关技术和操作方法，提高故障处理的效率和准确性。

2.3故障分析与处理技术

一旦电网发生故障，配电自动化系统能够迅速反应，自动采集各类故障信号和运行数据，这些数据被实时传输到控制中心，由强大的数据处理中心开始进行复杂的故障分析和诊断流程。利用大数据分析、人工智能算法或者专家系统，可以快速判断故障的类型、位置和可能原因，从简单的过载故障到复杂的系统级故障均能准确诊断。故障分析和诊断完成后，配电自动化系统会根据诊断结果提出相应的处理建议或自动执行预设的处理方案。例如，系统可能会指令某些断路器或开关自动切断故障区域，以隔离故障点，同时指挥其他线路迅速进行负载转移。在故障处理的同时，系统还会记录和分析故障处理过程，为未来的系统升级和改进提供宝贵的数据参考。

3继电保护和配电自动化配合在配电网故障处理中的运用

3.1两级级差自动化配合处理方法

两级极差保护配合主干馈线开关采取的是负荷模式，断路器作为用户开关，该类情形需要判断主干线是全架空馈线还是全电缆馈线。针对前者，如果变电站发生短路跳闸，需要技术人员对发生故障的点位电流快速切断。0.5s延时变电站发生断路器重合情形，技术人员需要根据重合成功或失败的情况诊断属于瞬时故障还是永久性故障。可以借助配件端反馈的数据来对系统发生故障的点位进行分析，并针对性采取相关的隔离措施，保证系统其他区域不受影响。针对后者，通常属于永久性故障的范畴。需要技术人员对短路及时采取措施进行切断。同时结合上报的故障数据对故障区域进行判断。在保证其他环节不受影响的前提下对故障区域远程监控，针对断路器、电力合闸等远程操控。另外技术人员需要判断故障发生在分支、用户位置，支线是架空线路等情况，从而确定是否属于永久性故障。

3.2多级级差自动化配合处理方法

在处理电网故障过程中，如果应用多级级差自动配合的保护模式时，要与工作实践相结合，延时时间要根据10kV馈线开关与出线开关的相关要求进行科学设置，确保开关具备高效的保护动作，从而更好地保障整个电网能够平稳运行。电网系统在运行过程中，由于人为操作不当或其他因素导致短路问题，通常低压侧开关会受到变电站过流保护，避免其受到短路问题影响。上级保护定值会对配电网的平稳运行产生直接影响，应将其延时保护的响应过程尽量缩短，从而完成多级级差保护之间的延时配合。当前，我国电力系统建设中，馈线断路开关发挥着巨大作用，它能够使机械动作时间保持在一定范围内，约30～40ms，并能够对延时保护的响应过程控制在30ms之内，可及时发挥断流作用。一旦电网发生故障，馈线断路装置开关会及时将故障电流切断，将故障引发的危害范围缩小。如果开关中配有断路器或熔断器，在磁涌流较少的情况下，能够科学增加电流值，将电网故障的持续时间有效缩短，确保电网系统正常运行。此外，如果电网系统在运行过程中，出现线路瞬时性故障，那么多级级差自动配合方法将不适合处理这种故障，可考虑其他方法处理。

3.3加强对故障集中处理

在电网系统故障处理方法中集中处理是日常使用较多的一种处理技术，对于不同的线路由于其从结构或者是电压等方面存在着差异，因此其处理方法也是不同的。在针对架空馈线方面，应有以下处理措施：1）当在馈线内部出现故障时，变电站断路器需要在第一时间进行断电跳闸，及时将故障电路进行断开。2）延时半分钟后在变电站出现范围，对断路器进行自动重合操作。通过中断配电能够将电网线路中的相关信息进行有效的收集，整理统计相关电力信息并将其进行传输，传输到主站，主站将针对故障点进行再次深入的分析，做出相对应的显示。3）电网系统出现突发性的故障时，电网系统主站要特别重视对电力参数信息的记录，为后续的工作人员的维修提供数据信息支持。如果是故障长期存在并未有将其进行消除，供电企业的工作人员要尤为注意线路中的开关分闸控制，保证故障线路与其他线路进行有效的断开，保证电网系统其他线路的供电的安全性和稳定性。当供电企业的工作人员完成维检后，需要将维检的相关信息进行详细记录并存档，为今后的工作提供相应的支持。

4结束语

继电保护和配电自动化的配合在配电网故障处理中的应用，不仅能够提高故障处理的速度和精度，还能够提供实时监测和数据采集功能，实现配电网的智能化运行。这种配合将为配电网的安全稳定运行提供有力保障，推动配电系统向更高水平发展。

参考文献

[1]郭旋,蒋李蒙,陈磊.基于继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].光源与照明,2022(07):189-191.

[2]岳连兴,王金平.继电保护与配电自动化配合应用的故障处理研究[J].农村电气化,2022(05):26-27.