提升配电网故障自动切除能力的措施

提升配电网故障自动切除能力的措施

杨阳

国网赤峰供电公司  内蒙古自治区赤峰市  024000

摘要：电力在生产和生活中具有重要的地位，配电网是将电力由变电站转供给用户的重要组成部分，配电网自动切除故障的能力直接关系着广大用户的用电质量和配电网运行可靠性，为了保障用户用电的安全，在系统发生故障时，需要将故障电源自动切除，将停电限制在最小范围内。针对目前区域内配电网故障自动切除方面存在的问题，从合理应用各类型断路器，计算出各电压等级系统等效阻抗及短路电流，设置定值及时限级差等方面，提出改进的措施，以提高配电网的故障自动切除能力。

关键词：配电网故障；自动切除能力；提升措施

引言

配电线路是供电系统的重要组成部分，供电线路的运行水平直接影响供电企业的供电能力以及供电企业的服务水平。在社会各界供电需求不断提升的背景下，供电企业要重视，进一步提升供电能力以及服务水平，建立起较为完善的配电线路运维体系，确保及时的排除线路故障并自动切除，保证供电的稳定性。从供电企业配电线路的特点来看，往往具有比较高的复杂性，线路在运行的过程中，往往会受到恶劣自然条件以及人为因素对于影响，需要采用有针对性的应用故障排除技术，确保故障问题能够得到及时妥善的处理，防止线路故障影响正常的供电，减少线路故障所带来的损失，因此需要对配电线路的运行维护以及故障自动切除处理进行深入研究。

1配电网故障

1.1线路接地故障

一是，电力设备的接地电流突增，超过线路设备承受极限，运行中导线烧断，造成接地故障；二是，线路本身出现老化、绝缘性的变低等情况，也会造成接地故障的发生；三是，施工破坏电缆或刮碰架空导线导致接地故障发生；四是，架空线路通道清理不彻底，导致树木与电力线路之间的距离不能满足安全运行要求，在大风等恶劣天气时造成接地故障发生。

1.2相间短路故障

相间短路对设备的安全运行危害较大，造成这一故障的原因也很多，如线路中有异物造成故障，线路受到外部因素的干扰，或由于小动物意外碰撞设备造成相间短路等。

2配电网自动切除能力提升措施

2.1对配电线路进行定期排查

配电线路如果在运行的过程中出现了严重的故障，不仅会造成大面积的停电，也会给正常的生产生活带来比较的影响，尤其在当前的发展阶段下，电力系统的容量以及载荷不断提升，需要更为有效的运维管理方式。因此需要进一步加强对配电线路的监控运维。运维管理人员需要从电力系统特点以及运维管理实际条件出发，制定科学的有较强可实施性的检修计划，检修计划需要包含月度检查、季度检查以及日常检查等。将精细化的管理理念引入到线路运维管理中，细化运维管理的工作要求，确保能够有效地降低线路的故障发生率，在发生故障的第一时间能够及时赶往现场排查故障，升电力线路运维水平。

2.2配网自动化实现故障点的快速定位

传统的配电网线路发生故障时，传统的故障检修方式是利用人工的方式沿线路进行整体的排查的方式方法进行检查，但是由于线路一般架设的地理环境和周围环境都比较复杂，这对人工进行沿线检查的过程中带来了非常大的困难。因此需要利用配网故障自动化切除技术对整个配电线路进行实时监控。配网故障自动化切除技术对故障点的监测是利用故障指示器安装在相对应的配电线路上进行设置的。故障指示器是可以安装在配电线路上，也可以安装在开关柜等多种形式的安装方式，故障指示器能够利用自身的装置性能对故障线路中的变化的电流进行检测，利用自身的灯光或者是显示器对故障点的情况信息传递给电网的总台。在信息传递至总台后，检修工作人员能够利用传递数据的信息对故障点的位置进行精确的定位，并且能够利用检测的电流的变化情况对故障点的故障类型进行判定。帮助工作人员能够在一定程度上减少了对故障点定位时间的浪费和对故障类型判定的时间的浪费，同时能够快速的对故障点继续维修，保证了线路的快速恢复正常稳定运行状态。

2.3线路保护整定

经计算，线路末端最大短路电流阻抗标幺值为1.90，线路末端最小短路电流阻抗标幺值为2.38，线路首端最大短路阻抗按变电站6kV母线最小运行方式时阻抗计算，为1.803。供电变电所6kV出线开关过流I段整定原则1：按躲过线路末端最大三相短路电流为原则进行整定，线路末端最大三相最大短路电流Imax。

式中：Z1.min——系统最小阻抗。

整定原则1定值：

式中：Krel——可靠系数，根据导则要求，取1.3。变压器高压侧过流Ⅰ段保护定值整定原则2：按与下级设备最大过流I段配合整定。

式中：K——励磁涌流倍数，根据导则要求，取7.0~12，取10计算。综上述原则1、原则2，取过流I段整定值为6269A。灵敏度校验：灵敏度按以线路首端最小两相短路电流校验。最小运行方式下，线路首端即供电变

电所6kV母线两相金属性短路电流Imin为：

灵敏度：

灵敏度不满足要求。因灵敏度不满足要求，故按线路过流Ⅰ段整定以与环网柜所带变压器最大过流I段电流保持一致为原则，取值2190.03A。灵敏度计算为4401.83/2190.03=2，大于1.5，满足要求。过流I段时间按与下级设备过流I段时间配合整定，取0.2s，出口跳进线断路器。供电变电所6kV出线开关过流II段整定原则：按躲过线路最大负荷电流值整定。可靠统取1.2，过流II段时间按与下级设备过流II段时间配合整定，保持与下一级0.2s的时间级差，取0.4s，出口跳进线断路器。确保保护的选择性及灵敏性。

2.4配网自动化故障处理中的应用

传统配电线路上采用的断路器功能是分段负荷和故障电流的作用，当其出现故障时，不能够实现自动对故障进行切除。传统的断路器在实际使用的过程中，有着结构简单、经济使用、隔离故障成功率高等优点，但是其在使用过程中不区分主干线的故障都会出现跳闸断路的情况，导致未发生故障的线路区域内出现停电情况，影响到居民用电的稳定性。还有就是多次分闸和合闸的情况发生，导致电网系统中的电流和电压都出现了明显的波动情况，严重影响到了配电网络电流的稳定性，对电网系统产生了很大的冲击。随着配网故障自动化切除技术的不断发展，新型的断路器已经能够通过故障自动化切除技术实现断路器的自动闭合、断开。智能化的柱上负荷开关、断路器以及智能控制器已经成为了配网故障自动化切除不可缺少的设备。通过智能化控制技术能够实现传统开关的自动隔离故障电流，实现故障区域的自动切除，同时还实现了延时开闭功能。自动化的柱上负荷开关将自动化技术融合到开关上，能够在第一时间对负荷电流和零序电流进行断开，保证了配电线路的故障区域的有效断开。柱上断路器按照实际情况一般安装在馈线干线和支线上，达到对保护的重合闸功能。开关智能化控制器还能够将线路中的各种参数信息进行采集，通过数据的传递实现了通信功能，进而实现了智能化监控整个线路。在实际选择使用各种监控控制终端与原有的电力设备进行综合时，根据配电系统中的不同要求要选择符合供电线路的实际情况，充分考虑配电系统的配电设备情况以及配电线路周围的情况。一般情况下，采用将故障进行分离的方法，实现将变电站以及相关的电力设备进行切断保护的措施，降低局部区域故障影响到整个电网系统的电力正常供应。

3结语：通过更新配电网基础设施，将变压器跌落保险更换为带保护的断路器，辅助以适合的继电保护整定值，经过两年的运行调试，目前区域配电网内出现的数次短路故障，保护均正确动作，未出现保护误动、越级现象，基本实现了配电网故障切除的自动化。

参考文献：

[1]范瑾.考虑变压器励磁涌流影响的保护整定［J］.现代电子技术，2011，34（14）：101-104.

[2]刘作忠.变压器低压侧短路电流在高压侧分布简易分析方法［J］.幸福生活指南，2019（39）：137.

[3]国家能源局.3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程：DL/T584-2017［S］.北京：中国电力出版社，2017.

[4]蔡震宇.配电线路故障原因分析及在线监测系统研究[J].现代工业经济和信息化,2022,12(07):292-293.