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摘 要:在智能电网中,配电网为重要的组成部分,具有十分重要的作用,当配电网出现故障时,会严重影响智能电网的正常运行。配电网的自动化需要与继电保护相互协调配合,以提升配电网故障处理的能力,保证配电网的安全运行。
关键词:继电保护;配电自动化;配电网;故障处理
1 继电保护的作用与要求
1.1 继电保护的作用
在电力系统被保护元件发生故障的时候,继电保护装置能自动、有选择性地将发生故障元件从电力系统中切除掉来保证无故障部分恢复正常运行状态,使故障元件避免继续遭到损害,以减少停电的范围;如果被保护元件出现异常运行状态时,继电保护装置能及时反应,根据维护条件,发出信号、减少负荷或跳闸动作指令。此时,一般不要求保护迅速动作,而是根据对电力系统及其元件危害程度规定一定的延时,以避免不必要的动作。同时,继电保护装置也是电力系统的监控装置,可以及时测量系统电流电压,从而反映系统设备运行状态。
1.2 继电保护的组成及要求
1.2.1组成
继电保护一般由输入部分、测量部分、逻辑判断部分和输出执行部分组成。现场信号输入部分一般是要进行必要的前置处理,如隔离、电平转换、低通滤波等,使继电器能有效地检查各现场物理量。测量信号要转换为逻辑信号,根据测量部分各输出量的大小、性质、逻辑状态、输出顺序等信息,按照一定的逻辑关系组合运算最后确定执行动作,由输出执行部分完成最终任务。
1.2.2要求
继电保护的基本要求应当满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性的要求。选择性指保护装置动作时,仅将故障器件从电力系统中当独切除,使停电的范围尽量地缩小,保证系统中无故障的部分正常运行;速动性是指保护装置应尽快切除短路故障,它的目的就是提高系统的稳定性,从而减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小受故障所影响范围,提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。灵敏性是指对于保护的范围内,发生故障或不正常运行状态的反应能力。可靠性是指继电保护装置在保护范围内发生动作时的可靠程度。
2 配电网故障的影响
随着我国电力实业的繁荣发展,电网也逐渐的向着智能化的方向发展,并构建出智能电网,在智能电网中,配电网的作用十分重要,有效地保证电力系统的良好运行。通过实际的调查与统计乐至,在众多的电力系统故障引发原因中,配电网故障因素占据主要的位置。电力系统运行的过程中,安全性与可靠性都非常重要,而配电网突然发生事故时,会导致电力系统的运行受到严重的影响,甚至会出现大面积的停电事故,为了避免这一问题,将断路器应用在配电网中,由此一来,当配电网发生故障时,断路器会立即做出跳闸的行为,保护整个电力系统,不过,断路器并不能完全的保证电力系统的安全运行,越级跳闸、多次跳闸的问题存在于断路器的实际应用中,由此一来,依赖断路器判断配电网故障的难度大幅度提高,影响配电网故障处理工作的有效工作[1]。基于此,利用负荷开关作为馈线开关,以解决断路器存在的问题,尽管符合开关在一定程度上缓解了这一问题,但配电网中又出现了失误停电的故障,依然會影响电力系统的正常运行。
3 继电保护与配电自动化配合的故障处理方式
3.1 与集中式故障处理相协调
配电网在应用多级保护后,选择的级差为两级,在进行两级级差配置时,坚持以下几个方面的原则:采用负荷开关作为所有主干馈线的开关;采用断路器作为用户开关或分支开关以及变电站出线开关;设置断路器延迟时间时,用户或分支开关设置为0s,变电站出线开关设置为200~250ms。两级级差配置完成后,处理故障时,采取集中式的策略,在处理主干线发生的故障时,如果全架空馈线为主干线,变电站出线开关会直接跳闸,将故障电流切断,延时0.5s后,开关闭合,闭合成功时,故障判定为瞬时性,闭合失败时,故障判定为永久性,依据收据的故障信息,主站对故障区域进行有效地判断,并形成与故障相应的处理记录[2];如果全电缆馈线为主干线,故障发生后,直接判定故障为永久性,变电站出线开关跳闸,将故障电流切断,主站对故障区域进行判断,并进行相应的处理。
集中式故障处理策略在处理分支线路或用户处的故障时,相应的开关作出跳闸的动作,将故障电流切断,如果跳闸开关所带的支线属于架空线路,开关会迅速闭合,延时0.5s后,闭合成功则故障判定为瞬时性,闭合失败故障则判定为永久性,如果跳闸开关所带的支线属于电缆线路,开关跳闸后,故障直接被判定为永久性。随后主站通过相应的故障信息,判定故障区域,完成故障处理。
3.2 与电压时间型馈线自动化相配合
电压时间型馈线自动化是一种技术方式,以东芝公司研发的重合器为基础,同时配合电压时间型分段器,目的在于将故障区域隔离,并恢复健全区域的供电。不过,此种技术还存在一定的不足之处,即使配电网的故障发生在分支线上,变电站出线开关依然会作出跳闸的工作,从而导致整个电力系统出现短暂的停电,影响电力供应的可靠性,降低人们对供电质量的满意度。为了解决这一问题,实现电压时间型馈线自动化技术与多级级差保护相互配合,在进行配置的过程中,应坚持三项原则:第一,采用重合器作为变电站10kV出线开关,保护动作延时设置为200~250ms;第二,采用电压时间型分段器作为主干馈线;第三,采用断路器作为用户开关或分支开关,保护作用延时设置为0s,同时,将一次快速重合闸配备在断路器上,延时时间设置为0.5s。
配置完成后,故障发生在主干线时,故障处理的方式按照常规处理方法设置,而故障发生在分支线上或用户处时,分支线或用户开关会作出跳闸的动作,但变电站出线开关并不会出现任何动作,延时0.5s后,跳闸开关闭合,闭合成功时,故障判定为暂时性,电力系统的供电恢复,闭合失败时,故障判定为永久性,隔离故障时,通过开关闭锁于分闸状态实现[3]。在此种配合方式下,故障发生在分支线上时,整个电力系统并不会全部停电。
4 结束语
配电网在运行的过程中,比较容易出现故障,影响电力系统的正常运行,通过继电保护与配电自动化的相互配合,可提升配电网故障的处理能力,有效的解决配电网主干线或分支线上的故障,从而保证配电网的正常运行,提升整个电力系统运行的安全性,保证供电质量,充分的满足人们的用电需求,实现电力企业的可持续发展。
参考文献
[1]刘健,张小庆,赵树仁等.主站与二次同步注入的配电自动化故障处理性能测试方法[J].电力系统自动化,2014,07:118-122.
[2]张继梅.继电保护与配电网多级保护配合问题论述[J].电子制作,2014,16:254.
[3]刘健,刘超,张小庆等.配电网多级继电保护配合的关键技术研究[J].电力系统保护与控制,2015,09:35-41.
关键词:继电保护;配电自动化;配电网;故障处理
1 继电保护的作用与要求
1.1 继电保护的作用
在电力系统被保护元件发生故障的时候,继电保护装置能自动、有选择性地将发生故障元件从电力系统中切除掉来保证无故障部分恢复正常运行状态,使故障元件避免继续遭到损害,以减少停电的范围;如果被保护元件出现异常运行状态时,继电保护装置能及时反应,根据维护条件,发出信号、减少负荷或跳闸动作指令。此时,一般不要求保护迅速动作,而是根据对电力系统及其元件危害程度规定一定的延时,以避免不必要的动作。同时,继电保护装置也是电力系统的监控装置,可以及时测量系统电流电压,从而反映系统设备运行状态。
1.2 继电保护的组成及要求
1.2.1组成
继电保护一般由输入部分、测量部分、逻辑判断部分和输出执行部分组成。现场信号输入部分一般是要进行必要的前置处理,如隔离、电平转换、低通滤波等,使继电器能有效地检查各现场物理量。测量信号要转换为逻辑信号,根据测量部分各输出量的大小、性质、逻辑状态、输出顺序等信息,按照一定的逻辑关系组合运算最后确定执行动作,由输出执行部分完成最终任务。
1.2.2要求
继电保护的基本要求应当满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性的要求。选择性指保护装置动作时,仅将故障器件从电力系统中当独切除,使停电的范围尽量地缩小,保证系统中无故障的部分正常运行;速动性是指保护装置应尽快切除短路故障,它的目的就是提高系统的稳定性,从而减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小受故障所影响范围,提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。灵敏性是指对于保护的范围内,发生故障或不正常运行状态的反应能力。可靠性是指继电保护装置在保护范围内发生动作时的可靠程度。
2 配电网故障的影响
随着我国电力实业的繁荣发展,电网也逐渐的向着智能化的方向发展,并构建出智能电网,在智能电网中,配电网的作用十分重要,有效地保证电力系统的良好运行。通过实际的调查与统计乐至,在众多的电力系统故障引发原因中,配电网故障因素占据主要的位置。电力系统运行的过程中,安全性与可靠性都非常重要,而配电网突然发生事故时,会导致电力系统的运行受到严重的影响,甚至会出现大面积的停电事故,为了避免这一问题,将断路器应用在配电网中,由此一来,当配电网发生故障时,断路器会立即做出跳闸的行为,保护整个电力系统,不过,断路器并不能完全的保证电力系统的安全运行,越级跳闸、多次跳闸的问题存在于断路器的实际应用中,由此一来,依赖断路器判断配电网故障的难度大幅度提高,影响配电网故障处理工作的有效工作[1]。基于此,利用负荷开关作为馈线开关,以解决断路器存在的问题,尽管符合开关在一定程度上缓解了这一问题,但配电网中又出现了失误停电的故障,依然會影响电力系统的正常运行。
3 继电保护与配电自动化配合的故障处理方式
3.1 与集中式故障处理相协调
配电网在应用多级保护后,选择的级差为两级,在进行两级级差配置时,坚持以下几个方面的原则:采用负荷开关作为所有主干馈线的开关;采用断路器作为用户开关或分支开关以及变电站出线开关;设置断路器延迟时间时,用户或分支开关设置为0s,变电站出线开关设置为200~250ms。两级级差配置完成后,处理故障时,采取集中式的策略,在处理主干线发生的故障时,如果全架空馈线为主干线,变电站出线开关会直接跳闸,将故障电流切断,延时0.5s后,开关闭合,闭合成功时,故障判定为瞬时性,闭合失败时,故障判定为永久性,依据收据的故障信息,主站对故障区域进行有效地判断,并形成与故障相应的处理记录[2];如果全电缆馈线为主干线,故障发生后,直接判定故障为永久性,变电站出线开关跳闸,将故障电流切断,主站对故障区域进行判断,并进行相应的处理。
集中式故障处理策略在处理分支线路或用户处的故障时,相应的开关作出跳闸的动作,将故障电流切断,如果跳闸开关所带的支线属于架空线路,开关会迅速闭合,延时0.5s后,闭合成功则故障判定为瞬时性,闭合失败故障则判定为永久性,如果跳闸开关所带的支线属于电缆线路,开关跳闸后,故障直接被判定为永久性。随后主站通过相应的故障信息,判定故障区域,完成故障处理。
3.2 与电压时间型馈线自动化相配合
电压时间型馈线自动化是一种技术方式,以东芝公司研发的重合器为基础,同时配合电压时间型分段器,目的在于将故障区域隔离,并恢复健全区域的供电。不过,此种技术还存在一定的不足之处,即使配电网的故障发生在分支线上,变电站出线开关依然会作出跳闸的工作,从而导致整个电力系统出现短暂的停电,影响电力供应的可靠性,降低人们对供电质量的满意度。为了解决这一问题,实现电压时间型馈线自动化技术与多级级差保护相互配合,在进行配置的过程中,应坚持三项原则:第一,采用重合器作为变电站10kV出线开关,保护动作延时设置为200~250ms;第二,采用电压时间型分段器作为主干馈线;第三,采用断路器作为用户开关或分支开关,保护作用延时设置为0s,同时,将一次快速重合闸配备在断路器上,延时时间设置为0.5s。
配置完成后,故障发生在主干线时,故障处理的方式按照常规处理方法设置,而故障发生在分支线上或用户处时,分支线或用户开关会作出跳闸的动作,但变电站出线开关并不会出现任何动作,延时0.5s后,跳闸开关闭合,闭合成功时,故障判定为暂时性,电力系统的供电恢复,闭合失败时,故障判定为永久性,隔离故障时,通过开关闭锁于分闸状态实现[3]。在此种配合方式下,故障发生在分支线上时,整个电力系统并不会全部停电。
4 结束语
配电网在运行的过程中,比较容易出现故障,影响电力系统的正常运行,通过继电保护与配电自动化的相互配合,可提升配电网故障的处理能力,有效的解决配电网主干线或分支线上的故障,从而保证配电网的正常运行,提升整个电力系统运行的安全性,保证供电质量,充分的满足人们的用电需求,实现电力企业的可持续发展。
参考文献
[1]刘健,张小庆,赵树仁等.主站与二次同步注入的配电自动化故障处理性能测试方法[J].电力系统自动化,2014,07:118-122.
[2]张继梅.继电保护与配电网多级保护配合问题论述[J].电子制作,2014,16:254.
[3]刘健,刘超,张小庆等.配电网多级继电保护配合的关键技术研究[J].电力系统保护与控制,2015,09:35-41.