解决配电网自动化问题不必追求完美

为了简化配电自动化的建设和维护，提出了解决配电网自动化问题不必追求完美的理念。指出即使变电站出线断路器采用瞬时速断电流保护，馈线仍有保护配合的机会。尽管故障指示器的取电方式仍不够完美，但因其可以不停电装卸，在实际应用中尚可以接受，非常适合于大范围应用提高自动化的覆盖率。对于配电自动化系统的遥控一次成功率、分支线电流遥测精度等指标不必刻意追求完美，配电自动化终端和通信装置在失去主供电源后只需维持工作15min即可，从而使得配电自动化建设和维护简单化。

引言

配电网具有“点多面广”的特点，配电自动化装置和通信站点数量众多，且大多工作于户外恶劣条件下，在运行中出现差错的概率较高，而且遥控拒动现象时有发生。

馈线供电半径短且分段多，加之变电站出线断路器往往为了确保主变压器的安全而配置瞬时电流速断保护，因此配电网继电保护配合难度较大，难免发生多级跳闸甚至越级跳闸现象。

故障指示器具有造价低廉、可不停电方便安装的优点，非常适合于在配电网大范围应用提高配电自动化的覆盖率，但是其也存在取电可靠性等方面的不足。妥善解决上述问题不存在技术难点，但是要付出巨大的代价，相比产生的收益很不划算。

实际上，解决配电网问题不必刻意投入费用追求完美，只要能够解决主要矛盾获得较大的收益，即使存在少许缺陷也可以容忍，这样可以使问题简单化，而简单往往意味着可靠，可靠则更加实用。

1、变电站出线断路器瞬时速断保护情况下馈线的继电保护配合问题

当变电站出线断路器采用延时速断保护（即II段）时，可以实现馈线分支断路器与变电站出线断路器两级级差配合的过电流保护，做到分支线故障不影响主干线，甚至还可以实现次分支/用户、分支、变电站出线开关三级级差配合的过电流保护，实现次分支/用户故障不影响分支、分支线故障不影响主干线。

但是，有些情况下，变电站出线断路器往往仍采用瞬时速断保护（即I段），许多人认为这种情况下馈线就不具备过电流保护配合的条件了。

实际上，即使变电站出线断路器配置瞬时速断保护，馈线上仍有保护配合可能，因为由于I段电流定值需躲开涌流等原因，往往导致瞬时速断保护并不保护馈线全长，而且配电网的故障高发于架空线路且以两相相间短路故障为多。随着配电网建设与改造的推进，主干线的绝缘化率一般较高，而分支线和用户线仍以架空线为主且总长度较长，因此配电网上发生的相间短路故障大部分都发生在分支线和用户线。

对于装设了瞬时电流速断保护的馈线，可以分为2个部分，上游部分发生相间短路故障时将引起变电站出线断路器的瞬时电流速断保护动作跳闸，不具备多级级差保护配合的条件；下游部分发生两相相间短路故障时，将不引起变电站出线断路器的瞬时电流速断保护动作，但是具有延时的过电流保护会启动，具备多级级差保护配合的条件。

由于10kV馈线都从主变电站发出，一般情况下一条馈线的供电范围大致呈扇形（如图1所示），越向下游分支越多，而离变电站较近的路径多为电缆而没有供出负荷。因此，对于装设了瞬时电流速断保护的馈线，其具备多级级差保护配合条件的区域恰好落于分支比较多的范围，对于实施变电站出线断路器—分支线断路器—次分支/用户断路器的多级级差配合非常有利，往往可以使该馈线供出的大多数负荷受益，并且对于大部分相间短路故障有效。

即使对于不具备多级级差保护配合条件的故障情形，在故障时发生了越级跳闸或多级跳闸现象，但是因为可以将保护动作信息上传至配电自动化主站，主站仍然可以正确判断出故障区域。若相应断路器具备遥控条件，则主站可以通过遥控进行修正性控制，将故障区域正确隔离并恢复健全区域供电；若相应断路器不具备遥控条件，则根据主站的故障定位结果可以派出工作队迅速赶赴故障区域进行人工处理。

特别地，对于两级继电保护配合存在困难而故障后导致该两级断路器同时跳闸的情形，可对断路器配置带电后一次重合闸功能，且重合成功后暂时闭锁I段而保留II段电流保护。

若“子”断路器下游发生永久性故障后导致两台断路器均闸，则“父”断路器重合成功将电送到“子”断路器并暂时闭锁I段电流保护，“子”断路器带电后，重合失败而将故障隔离，“父”断路器因暂时闭锁I段电流保护而不会跳闸，一段时间后“父”断路器自动复归再次具备I段电流保护和一次重合闸功能。

综上所述，配电网继电保护配合问题没有必要追求完美，只要对大部分用户和大部分故障情形有效并且投资规模不大就值得去配置。

2、应用故障指示器提高自动化覆盖面

配电自动化的覆盖面直接影响其实用化，否则将难以全面提升运行管理水平。20世纪末的配电自动化建设的教训之一就是建设的主站配置豪华而仅在极少数馈线配置了配电自动化终端，导致“头大身子小”。

对配电自动化覆盖率的认识也一度存在误区，曾经导致“见开关就装终端，凡终端都实现三遥”的过度建设局面。

故障指示器造价低廉并且可以不停电安装，而且不必随开关安装，非常适合于大范围应用提高自动化的覆盖率。

故障指示器的取电问题一直是关注的焦点。对于安装于架空分支线的故障指示器，由于在谷期负荷较轻，采用电流互感器取电方式难以维持装置正常工作所需功率；若采用太阳能取能方式，在夜间或遇到阴雨天时，也难以维持装置正常工作所需功率。因此，故障指示器一般都内置有储能电池，在正常取能不能维持装置正常工作时提供能量。而储能电池的寿命有限，在其失效前必须加以更换，这也是许多人诟病故障指示器之处。

对于故障指示器也不必刻意追求完美，如果只要求故障指示器在相间短路故障时能够正确可靠地反映故障现象，就不需要内置储能电池而可以做到免维护，因为无论故障指示器安装位置流过的负荷电流怎样，在其下游发生相间短路时，故障指示器的电流互感器能够从强大的短路电流中提取足够大的能量，并将之存储于超级电容中，该能量足以维持故障指示器工作一小段时间（如1min），使之正确完成故障信息检测并经GPRS通道将故障信息传送到配电自动化主站。但是，这样设计的故障指示器在配电网正常运行时可能会遇到停止工作（如遇到负荷谷期时），而且对于中性点非有效接地系统当发生单相接地时可能也会没有反应。但是，这种故障指示器毕竟在相间短路故障时能够可靠发挥其作用，而且能做到免维护，试想那些利用故障时的电动力“翻转指示”的传统就地型故障指示器也仅在相间短路时能够起作用而已。

许多人对于故障指示器仅仅能够在相间短路故障时发挥作用不满意，还希望其能有助于