浅谈配电网自动化系统线路故障及其应用

摘要：随着我国的经济的不断发展，城乡电网改造建设是现阶段的重要实施项目，配电网自动化技术起到了不可忽视的作用，主要包括馈线自动化技术以及配电管理系统。本文通过对配电系统相关知识的了解，主要浅析配电网自动化系统线路故障及其应用，并进行了分析与总结。

关键词：配电网自动化 故障 分析 配电管理系统

中图分类号： U665.12 文献标识码： A 文章编号：

前言

我国供配电系统配网自动化的应用处于初级阶段，国内许多地方刚刚开始试点，国内城市配网馈线自动化率不足10%，尚未形成统一的模式，不同的设计方案所带来的实施方案也是截然不同，发展极不成熟，而目前国外配网自动化的比例已达到60% ～ 70%。只有通过不断分析探究，才能逐步提高实施配网自动化设备的手段进而全面提升运行水平。

一、配电网自动化

1配电网自动化的基本功能主要有以下几点:

（1）配电网自动化系统具有实现三遥( 遥信、遥测和遥控) 的功能。

（2）配电网自动化系统具有对时功能，以便和主系统时钟保持一致，能接受主系统的对时命令。

（3）配电网自动化系统具有自检测功能，并在设备发生自身故障时及时报警。

（4）配电网自动化系统能够自己准确判断故障的具置，并且能够及时有效地解决出现的各种突发故障，有效隔离故障点在一个相对较小的区域内，迅速恢复供电功能。

（5）配电网自动化系统具有强大的供电能力，在遭遇故障时，可以迅速承接转移而来的负荷，并能根据配电网的负荷均衡程度合理改变配电网的运行方式。

（6）过电流现象往往会导致跳闸现象。配电网自动化系统在发生过电流并导致断路器跳闸时起动，并在断路器一侧电压恢复时开始延时计数，从而实现沿线从电源至末端依次重合，若一次重合失败时则不会再重合，以保证配电网自动化系统的自身安全。

（7）配电网自动化系统具有过电流时生成过电流记录的功能。

（8）配电网自动化系统具有事件发生顺序记录的功能，可记录状态量发生变化的时刻和先后顺序。

（9）配电网自动化系统具有定值的远方修改以及召唤功能。在故障发生时及时起动事故记录，能使FTU 接收监控中心的指定修改定值，并使监控中心可以随时召唤FTU 的当前整定值。

（10) 配电网自动化系统具有停电后仍维持工作的功能。

二、配电网馈线保护技术的现状

近年来，随着科学技术的不断发展进步，各项基础设施建设逐步走向了自动化，配电网自动化是其中一项重要内容。目前，我国的配电网馈线保护技术还在不断的发展阶段，需要进一步的完善。

1过电流保护

这种过电流保护是一种传统的继电流保护方式。由于经济因素的影响，传统的配电网馈线保护一般采用电流保护的方式。这种保护方式所采用的配电线路较短，而且配电网也没有稳定方面的问题存在，所以为了能够让这一保护行为具有选择性，利用时间配合的方式来对全线路进行保护。经常采用的方式主要有两种：一种为反时限电流保护，这种保护方式的时间配合特性又可以分为不同程度的时限电流，另一种为三段电流保护。这种电流保护方式具有方便灵活，成本较低等特点。可是也存在以下不足：首先就是，这种电流保护对配电网进行保护的基本因素是将馈线看作一个整体，一旦馈线出现故障，就必须切断整条线路，这就给没有出现故障的区域带来了一定的影响，降低了供电系统的可靠性；其次，就是这种方式所采用的是利用时间的延时对所要保护的目标进行选择，影响供电设施的使用寿命的同时，也延长了解决故障的时间。

2重合器方式的馈线保护

这种方式在传统电流保护的基础上进行了改进，其主要内容就是利用重合器将馈线故障自动限制在一个区域内，提高了供电的可靠性，在我国的城乡电网改造中得到了广泛应用。但也存在以下不足：首先就是故障出现后所隔离的时间过长；其次就是重合器的多次重合会使相关的负荷过大。

3基于馈线自动化的馈线保护

目前，效果最好的一种配电网馈线保护技术就是基于馈线自动化的馈线保护。按这种保护方式主要包括以下两项内容：首先,就是馈线自动化。主要内容就是利用强大的通信功能采集信息、控制程序以及对馈线进行保护。其次，就是配电管理系统。主要是运用科学的管理理念将各种县级技术相结合，实现配电系统的自动化管理。这种基于馈线自动化的馈线保护综合了传统的电流保护以及重合器方式馈线保护的优点，不仅具有方便灵活、可靠性高等特点，还提高了故障的解决速度，降低了恢复供电的时间。这种馈线保护方式是今后主

流应用方式。

三、线路故障区段查找的基本原理

1馈线故障区段的定位

对于辐射状网、树状网和处于开环运行的环状网，在判断故障区域时，只须根据馈线沿线各断路器是否流过故障电流就可以判断故障区段。假设馈线上出现单一故障，显然故障区段位于从电源侧到线路末端方向最后一个经历了故障电流的断路器和第一个未经历故障电流的断路器之间，这样就可以根据定位，将故障快速解决。

2事故跳闸断路器的定位

要想准确的了解各断路器的具体情况，确定故障电流是否经过，就要整定安装在断路器上的FTU，因为隔离故障区段并不是根据各台电路器不同的定值，所以，不同的电路器可以使用相同的定值。这样即使增加馈线上的分段数目也不会带来任何影响。而故障区段隔离后，越级跳闸的断路器要复位，对于事故后跳闸断路器的准确定位是非故障区段自动恢复供电的关键。

3事故跳闸断路器定位矩阵

用事故前断路器状态信息矩阵A减去事故后断路器状态信息矩阵B，即可准确地识别事故跳闸断路器。对于上例可用事故跳闸断路器定位矩阵C来确定C=A-B。由于C矩阵中第2个元素值为1，则说明故障时是由断路器2跳闸切断故障电流的。根据前边计算可知，故障区段位于断路器3和4之间。故应自动恢复断路器2到合闸位置。对于利用计算机系统实现的馈线自动化功能，从故障段查找、隔离、非故障段自动恢复，一般仅需要十几秒钟。

4“手拉手”供电线路分段断路器的相关保护原则: 变电所出线断路器延时时间比线路分段断路器的过电流延时时间长; 与线路分段断路器值相连的任何一个变电所出线断路器的过电流值都比线路分段断路器的过电流值大; “手拉手”供电线路上所有分段断路器的固定值和时间都应统一设置成一样的值。

四、馈线保护的发展趋势

现阶段，我国的主要通信方式为光纤通信，所以根据光纤通信的特点而应用的馈线保护分为以下几部分内容：

1电流保护切除故障；

2集中式的配电主站或子站遥控FTU实现故障隔离；

3集中式的配电主站或子站遥控FTU实现向非故障区域的恢复供电。这种实现方式实质上是在自动装置无选择性动作后的恢复供电。如果能够解决馈线故障时保护动作的选择性，就可以大大提高馈线保护的性能，从而一次性地实现故障切除与故障隔离。这需要馈线上的多个保护装置利用快速通信协同动作，共同实现有选择性的故障隔离，这就是馈线系统保护的基本思想。

结束语

随着我国社会经济的飞速发展，用户对于供电安全的可靠性要求也越来越高。仅靠现有管理手段，供电靠性指标难以取得实质改善。为提高电网供电的可靠性以及供电能力，在加大配电网建设、改造力度的同时，必须要实现配电网的智能化、自动化，即配电网自动化。配电网还必须具有一定的可靠性，要求具有很高的抗干扰能力，能够可靠地执行相关工作，并具备可靠的自恢复功能。在面临事故时，通过配电网自动化系统能够迅速检测故障信号，找到故障点，判断故障性质，从而减少故障查巡时间，有效隔离故障点，并迅速地将故障隔离在一个相对较小的区域内，避免造成整个配电网瘫痪，保证用户正常用电

参考文献

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