继电保护与配电自动化协同故障隔离技术

继电保护与配电自动化协同故障隔离技术

关键词:配电网故障;继电保护;配电自动化;故障隔离;静态模拟系统;供电可靠性

引言

电力配电保护操作过程中,需要根据实际工作过程,实施阶段性的数据分析。按照数据标准,明确继电保护的配合标准,实施有效的配电自动化故障处理,及时调整工作中的各类不足之处。按照馈线断路器的具体反映时间进行调整,一般控制在30s至40s之间。按照具体的情况,准确的判断馈线短路的整体保护延迟水平,调整隔离故障电流的处理办法,提升继电保护综合配合效能。

1继电保护的意义

在电力系统出现故障时,继电保护装置能够迅速确定故障发生的位置,采取切断等隔离措施,避免电路中的其他设备和元件受到影响。继电保护措施的执行必须要准确和有效,才能够在故障发生之后减少电路的影响,防止事故扩散。继电保护装置判断电路异常是通过电流进行判断,通过确定瞬时电力大小,来确定是否对电路执行保护动作,这种方式叫做电流速断保护。如果瞬间通过的电力量超过了电路的设定值,电流保护装置就会执行切断动作。因此,继电保护装置必须要具备足够的灵敏性,能够在电路出现问题或者运行不正常时,及时做出反应并进行保护。继电保护装置在灵敏度符合要求时能够在故障发生的初始阶段就根据设定好的动作执行相关反应,并不会判断错故障的位置和类型,这就需要系统能够对最大运行方式之下的三相电路的情况做出正确的反应,并且在最小的运行方式下也能够对过度电阻和两项、单项的故障做出正确的反应。

2继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理策略

2.1线路各开关配置原则

1)出口断路器出口断路器配置两段保护,其中I段保护近端故障,动作时限为0s;Ⅱ段与配电变压器配合,动作时限为0.5s,并配置馈线终端FTU。2)主干线路分段开关主干线路配置二级速断保护,一级动作时间为0.3s,二级动作时间为0s,超过二级保护的均配置0s,配置馈线终端FTU。3)分支线路开关分支线路开关配置电流Ⅱ段保护,与出口断路器Ⅱ段保护配合,并配置一次重合闸,具备无压无流分闸功能。4)用户分界开关用户分界开关配置0.1s定时限电流速断保护,具备无压无流分闸功能。

2.2两级级差进行保护的配置原则

在具有两级的级差保护配合之下,线路上相关开关类型以及组合的选取一定要遵守好以下所提到的原则:①在线路主干线上能够使用到的馈线开关一定要采用负荷的开关;②线路用户的开关和分支上的相关开关一定要采用断路器;③变电站出线的地方,其开关也要使用断路器;④距离用户近的地方的断路器,让断路器的开关,或者是分支上的开关保护动作延时进行设置,设置成0s,并将变电站出线地方的断路器开关保护动作,时间设置在200~250ms之间。把两级级差相关的保护配置进行正确的应用,并使之在配电网中起到重要的作用,这样的方法是存在很多优点的,但是主要的优点是以下两点:①能够很好地解决之前因为采用负荷的开关来代替馈线开关反而造成全线路都出现停电现象的问题。②减少了开关的数量,可以使对故障进行处理的过程更简单,操作方便。③可以起到很好的降低成本的作用。

2.3故障处理方法研究

如果配电自动化系统的主干线位置出现故障,或者经过检测存在隐患,就必须要技术人员对存在的故障类型进行确认,在故障发生时,断路器可以及时切断故障区域的电流。经过一段时间之后,断路器可以将线路的供电恢复,这个过程通常被称为暂时性配电网故障。经过延时后,如果断路器没有自行恢复,依然处于跳闸的状态下,则可以判定是永久性配电故障。在继电保护装置实际应用的过程中,能够脱离配电网的其他电力设备,如果出现了暂时型配电故障,技术人员需要对记录馈线终端所反馈的异常信息进行检查。通常,可以通过供电系统中的开关馈电设备所记录的自身状态信息来进行分析,利用终端功率数值和电流、电压等相关参数,能够对变化的情况有初步判断。技术人员也可以利用这些参数进行模拟,并对参数进行查询来进行相关的遥控操作。对于永久性配电故障,线路中断馈线可以将反常信息传输给DMS系统,主站点的数据库会将这些信息储存起来,并进行定期更新,通过利用这些数据,就能够对供电开关遥控指挥,从而恢复供电的最终目标。

2.4继电保护在配电自动化应用处理的可行性研究

继电保护操作系统处理过程中,需要明确配电自动化系统的操作标准,按照配电自动化故障的处理效率水平,加强对配电系统保护的有效应用,落实故障处理的标准,提高继电保护职能化研究。继电保护系统操作过程中,需要明确具体的继电保护操作标准,配置合理的配电自动化操作流程。继电保护操作过程中,需要将配电网、工作设备分离开处理。按照同一概念处理性能,实施有效的自动化配电系统应用,确定电力设备的故障发生特点。找准设备的问题,通过电子屏显示,确定设备出现的各类方位和原因。引导相关工作人员,对相关故障进行处理,确定科学化的处理方法,保证设备的稳定性。电力企业需要明确具体的工作重点,配置合理的自动化系统操作。将设备的故障部位与常规设备分离开来,逐步降低设备的故障影响水平。在系统处理故障过程中,不同处理方法电力设备故障的效率不同。需要做好融合,加强系统合作,获取有效的配电自动化故障处理,提升配电自动化处理性能的可行性水平。

2.5主干线路故障隔离策略

出口断路器近端发生故障。I段保护瞬时动作,瞬时性故障合闸成功,永久性故障合闸失败,加速跳闸隔离故障区域。出口断路器远端故障。分以下2种情况:1)故障点上游开关为出口断路器的下一个开关,故障点在Q1和Q4之间,开关Q1配置0.3s定时限电流速断保护,即开关延迟0.3s动作。2)超过二级保护的主干线路开关均配置0s,如图2中的主干线路开关Q4,Q5,Q8,QL都配置0s速断保护,若Q5,Q8之间发生永久性故障,故障点上游开关Q4,Q5立即跳闸,此时联络开关QL检测到一侧失压,启动配电自动化系统,代理终端通过收集各个馈线终端的故障信息,确定故障区域,遥控故障点两端的开关跳闸,其他误动开关合闸隔离故障区域。

结语

提出一种继电保护与配电自动化协同故障隔离方案,方案在分支线路故障时不需要通信,当通信系统不稳定导致配电自动化不能在规定时间内启动时,可利用继电保护隔离故障区域。所提方案无需更改原有变压器保护配置,故障首先由保护处理,存在保护无法配合发生越级跳闸的区段或需要联络开关动作恢复非故障区段供电时,分布式馈线自动化进行纠正和优化处理。继电保护与配电自动化协同故障隔离技术方案同样适用于含有多联络开关的线路,但在主干线路开关数量多的情况下,故障点远端故障时会有多个开关同时跳开,为避免此问题,可采用中间分段断路器保护。

参考文献

[1]徐丙垠,李天友,薛永端,等.配电网继电保护与自动化[M].北京:中国电力出版社,2017.

[2]沈兵兵,吴琳,王鹏.配电自动化试点工程技术特点及应用成效分析[J].电力系统自动化,2012,36(18):27-32.

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