配电网自动化中的继电保护

配电网自动化中的继电保护

摘要:本文在对配电网自动化系统介绍的基础上,介绍了当前我国配电网继电保护存在的问题以及配电网继电保护常用的方法,并且预测未来配电网继电保护向着更加开放的方向发展。

关键词:配电网自动化继电保护

1 引言

当前,我国智能电网的建设正在快速展开,大部分地区配电网自动化系统也已经初步建成。在电力系统中,系统的安全可靠运行是最重要的,特别是作为电网系统末端的配电网,其工作的可靠和安全直接关系着用户的用电质量和整个电网的安全,继电保护作为电网安全的可靠保障,随着电网技术的发展逐步发展,在当前配电网自动化系统中,继电保护技术也有新的发展,并且发挥着重要的作用。

对于配电网的继电保护来说,其重要功能是在网络发生故障时,能够迅速对故障区域做出判断,并且及时调整电网结构,隔离故障区域,快速恢复非故障区域的供电。

2 配电网自动化介绍

2.1 配电网自动化概述

配电自动化系统（Distribution Automation System）是对配电网

上的设备进行远方实时监测、协调、调整及控制的一个集成系统,它是近年来发展起来的新兴技术,是现代计算机及通信技术在配电网监测与控制上的应用。

当前我国的配电网自动化有两种,一种是集中智能式,另一种是分散智能式。集中式主要是立足于事故发生后的隔离和网络的重构以及供电恢复,因此该种模式在隔离和重构的处理中,主要依赖配电网的调度系统,而在隔离和重构的瞬间,对系统的通信要求很高。一般来说,采用这种模式的配电网,终端设备主要用于信号采集功能,就地控制和执行的功能不强。分散智能式主要是依赖重合器和分段器的配合,通过整合重合器的重合次数以及保护时间依靠重合器的时序配合来实现馈线故障自动隔离、自动恢复非故障区供电的功能。

2.2 配电网自动化系统的构成

配电网自动化系统是一个集成的系统,主要由一次设备系统、故障自动定位系统、通信系统和控制主站系统组成。

一次设备主要有自动重合器、智能型柱上真空断路器（重合分断器）、环网柜等。这些一次设备是执行各种调度命令的基础,它们都具有一定的智能,可以通过通信系统与主控制器进行通信,能够实现远程操作。

故障自动定位系统,主要用于配电网系统中短路故障点的检测和定位,在控制中心,通过故障信号与地理信息系统（GIS）结合,能够及

时准确地得到故障的时间、地点等信息。

配电线路自动化通信的特点是点多分散,但距离较短,要变换的信息量小,速率要求相对较低,要求其工作可靠、抗干扰能力强,适合在较恶劣的环境下运行。

主站系统主要由计算机网络、操作系统平台、主站软件组成,在整个配电系统中实现运行、管理维护、故障处理、资源共享、数据传输和信息交互等功能。

由上述介绍可以看出,在配网自动化系统中,其核心作用是实现电网继电保护的自动化。下面将对配网中的继电保护进行介绍。

3 配电网中的继电保护

在电力系统的被保护元件发生故障时,继电保护装置应能自动、迅速,有选择地将故障元件从电力系统中切除,以保证无故障部分迅速恢复正常运行,并使故障件免于继续遭受损害;当电力系统的被保护元件出现异常运行状态时,继电保护应能及时反应,并根据运行维护条件,而动作于发出信号、减负荷或跳闸。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的危害程度规定一定的延时,以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。

3.1 配电网继电保护存在的问题

我国电网电压的升高,高压和特高压的保护受到重视,作为电网中直接与用户相连的配电网,其存在的问题也不容忽视。当前虽然我国配电网自动化系统已经初步建成,但是,还存在着很多的不足,主要表现在以下几个方面:第一,相关设备老化,我国配电网的继电器很多都是老式继电器,可靠性较低,事故状态下更能保证可靠动作,这样容易造成误动作使事故范围扩大;第二,环网基本无继电保护,当前我国配电环网以负荷开关为主,基本没有断路器,发生故障时,基本是全网瘫痪,需人工操作才能恢复;第三,保护校验装置存在漏洞,各类保护装置由于各种原因在操作上会出现误动作,主要是装置自身的原因,因此,需要加强对继电保护装置的校验,确保其质量和参数的可靠和准确。

3.2 配电网自动化中的继电保护方法

3.2.1 利用重合器与分断器之间的配合实现继电保护

重合器在电路出现故障的时候能够重合,分断器能够记忆重合器分闸次数,并在达到预先整定动作次数后自动分闸并闭锁在分闸状态,这样实现对线路故障区段的隔离。

3.2.2 重合器与熔断器配合实现继电保护

利用了重合器能够重合,而且其开断特性具有双时性的特点,熔断器能够在线路中出现不被允许的大电流时,由电流流过熔体或熔丝产生的热量将熔体或熔丝熔断,实现线路故障区段的隔离。通常熔断器装于配电变压器的高压侧或线路末端及线路分支处。

3.2.3 基于FTU的继电保护

FTU是装设在各分断开关上的馈线终端单元,一般是通过FTU采集故障前后的电流、电压等重要信息,并通过通信通道将这些信息上传到主站,主站对数据进行综合分析,确定故障区并制定恢复供电策略, 最后通过遥控各开关隔离故障区并恢复对非故障区的供电。

4 未来配电网中的继电保护

当前我国正在进行智能电网的建设,未来随着智能配电网建设的推进,智能配电网的继电保护系统必然将不再局限于本地局部的保护功能,而将借助于信息化、数字化技术的发展,向相互协调的广域范围内的功能综合的保护系统发展。

参考文献

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