配電網繼電保護與自動化范文

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【關鍵詞】繼電保護 配電自動化配合 配電網故障 處理對策分析

配電自動化作為現代化智能電網的關鍵部分，對電網的穩定運行、高效控制具有重大意義，需要加強配電網的自動化控制。現階段，配電網故障狀況作為電力行業的重大問題，給生產運營、經濟效益、工作效率帶來了諸多負面影響，已經引起相關領域學者的重視，需要加強配電網運行效率的控制，加強各個部門的控制配合，保證電網安全穩定、長期高效運行。

1配電自動化和繼電保護分析

配電網的運行中，由于涉及范圍較廣，易發生各種影響狀況，為了避免電力系統的不穩定運行，需要充分進行故障處理及相關技術分析，保證電力設備的使用安全。

1.1配電自動化

配電按自動化至電力系統中借助現代設備對配電網絡進行時時檢測，根據各設備原件的實際運行狀況進行故障分析，第一時間解決各種故障問題。隨著配電自動化系統的逐漸完善，可實現將故障段進行及時隔離，非故障段的正常供電。借助合理的方案進行監控系統的規劃落實，保證電網的設備、運行、負荷狀況等滿足現代化管理需求，提高配電網的高效穩定運行。

1.2繼電保護

配電系統運行中，受到各方因素影響，會導致系統發生故障，對電力系統的安全穩定運行產生負面影響。相關領域學者在對配電系統的保護措施分析中發現，有觸點的繼電器可以有效保護電力系統及相關電力設備等免受故障損害，故而將這種繼電保護裝置保護電力系統的過程叫做繼電保護。

1.3故障分析

實際電網運行中個，各級開關相關保護器存在諸多狀況，導致故障發生時易發生跳閘現象，無法保證充分對跳閘進行處理，電力行業利用負荷開關進行饋線開關設置，這樣可以解決跳閘、多級跳閘等故障，維持電網正常工作。主干線路中，電纜化、絕緣化狀況較多，需要進行充分的故障分析控制，及時隔離支路故障狀況，避免對主干線造成負面影響。

2配電自動化和繼電保護的應用分析

配電系統中存在諸多安全隱患問題，需要有效處理配電自動化、繼電保護故障問題，針對現階段二者的實際應用分析如下。當配電系統故障出現，導致自動化系統、繼電保護系統等出現安全隱患問題時，需要加強預警系統控制，保證警報信息及時傳到操作、維護人員處，便于第一時間進行維護處理，保證配電系統的安全運行。

配電系統故障狀況想，自動化裝置可進行故障點分析定位，對故障處隔離處置，繼電系統可以保證電力設備脫離配電網絡，從而實現電力設備安全控制的目的。實際應用中，由于故障位置不同導致處理方法略有不同，根據對應類型分析如下。

2.1主干線故障

當配電自動化系統的故障狀況發生于主干線狀況下，需要對故障類型進行分析判斷。故障發生狀況下，斷路器跳閘，切斷故障處的電流，延時一定時間后會重新恢復通電，即斷路器閉合保證線路正常工作，這一狀況為暫時性故障，若延時后斷路器仍處于跳閘態，則定義為永久性配電網故障。

故障發生的狀況下，繼電保護可以保證電力設備與原有配電網分離，保證相關設備免受故障負面影響。暫時性故障發生狀況下，操作人員需要根據饋線終端的實際異常狀況進行分析處理。配電開關中的饋線終端設備會持續檢測并記錄下開關狀態，確定出最終的線路電流、線路電壓、功率等運行參數。現場操作中，管理人員需要隨時對模擬量的實際參數進行查詢、控制。當發生永久性配電網故障時，饋線終端會自動將異常信息傳輸到主站DMS系統，而主站DMS系統會定時的對饋線終端進行輪詢，將定期更新數據上傳，充實數據庫內容，借助顯示器表現對應結果，管理操作人員可借助顯示器進行查詢、處理、控制，保證供電網的運行狀態穩定。

2.2分支線或用戶處故障

當配電自動化系統的故障發生在分支線路、用戶處時，需要先進行故障分析，分支線路或用戶處的斷路器會跳閘斷電。故障位置所在線路屬于架空線路，在經過相應的延時之后斷路器又會重新合上，成功則判定為暫時性配電網故障，失敗則判定為永久性配電網故障。故障發生后，繼電保護設備脫離電網，從而保證電力設備免受損害。永久性故障狀況下，需要控制故障位置處的開關影響，將故障區域隔離后進行處理。

3配電自動化和繼電保護配合對配電網故障處理的意義

經過上述分析，若發生永久性故障，需要充分注重檢修處理環節工作，首先繼電保護作用下，會對電力設備、配電系統形成及時控制保護。同時，配電自動化可以借助定位功能、檢測功能實現相關故障位置的預警控制，對維護操作人員來說可以第一時間做出對應處理。繼電保護裝置充分保護了配電網系統，另一方面配電網自動化可以保證電網故障排除順利，通過二者的有效配合實現配電網的穩定運行，提高了供電質量、供電安全，具有良好的經濟效益、社會效益，是電力行業發展的重要支撐。

4結語

綜上，配電自動化和繼電保護對電網長期穩定運行具有重大意義，電網運行中對安全性、長期穩定性要求較高，由于電網涉及范圍廣，易發生各種故障，需要充分注意故障排查及處理問題，是配電系統長久運行的基礎。隨著智能化電網的普及應用，電網智能配合充分提高了整體供電質量，對電力系統的發展起到了重大推動作用，可以充分保證社會效益、經濟效益的快速實現。此外，需要注重維修維護相關技術工作的落實，加強電力系統的理論了解，從根本角度解決實際運行故障問題，從而提供更好的供電服務。

參考文獻：

[1]劉健，張志華，張小慶 等.繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理[J].電力系統保護與控制，2011（16）：53-57+113.

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關鍵詞：配電網;自動化;繼電保護技術;電力系統;電網故障 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）04-0140-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.070

近年來，我國經濟快速發展，各個領域的用電量大幅上漲，配電網設計規模越來越龐大，線路也日益復雜，這對于配電網的運行提出了更高的要求。自動化繼電保護是配電網系統的重要組成部分，當前繼電保護技術越來越完善，可及時判斷配電網故障，快速隔離電網故障區，優化和改進電網結構，保障可靠穩定地供電。

1 配電網自動化系統概述

1.1 類型

配電網自動化系統主要是基于監控技術、網絡通信技術、計算機科學技術等，對各種配電設備進行有效的控制、調配和遠程監控，極大地推動了電力系統的快速發展。我國配電網自動化系統包括分散智能和集中智能，分散智能配電網利用重合器和分段器之間的相互配合，改變重合器的重合系數，并且結合重合時間自動隔離配電網饋線，恢復配電網故障區段供電。集中智能配電網重點應用在配電網故障后的網絡恢復供電、結構隔離和充足，基于集中智能模式，通過電網調度實現電網的故障恢復和隔離，這種配電網應用模式對于網絡通信的要求較高。

1.2 系統構成

配電網自動化系統主要由主控站系統、通信系統、一次設備系統、故障自動定位系統等組成，主控站系統包括操作平臺和主控站軟件，利用主控站系統，管理和維護配電網系統，實現配電網各種資源的交互、共享和傳輸。配電網自動化系統通信具有信息量小、通信速率低、通信點分散、通信距離短等優點，為了保障配電網的安全穩定運行，通信系統的可靠性和抗干擾性能較強，可以適應復雜惡劣的運行環境。故障自動定位系統主要用于配電網線路和設備故障的自動、準確定位，并且將故障信息發送到配電網控制中心，實現故障信號信息和GIS的相互結合，對于及時掌握配電網故障位置和時間發揮著重要作用。一次設備系統包含環網柜、重合器、重合分段器等，具有智能性和自動化的特點，通過通信系統實現一次設備的通信，用于遠程調控。

2 配電網自動化繼電保護常見故障

2.1 繼電保護配置不科學

我國不同地區的天氣環境差異明顯，而配電網線路設計具有統一性和一致性的特點，使得繼電保護裝置運行過程中容易受到多種因素的影響而發生運行故障。近年來，我國經濟快速發展，電子信息技術和計算機科學技術被廣泛地應用在電力行業。但是在配電網自動化系統的運行過程中，由于一些偏遠地區無法滿足計算機網絡技術對于繼電保護裝置的有效控制，使得配電網繼電保護配置不科學，影響了繼電保護裝置的安全、穩定運行。

2.2 調度人員的應急能力不強

配電網調度運行過程中，很容易發生各種突發事故，而調度人員的應急能力不強，缺乏獨立的現場指揮能力，使得配電網發生故障后無法得到及時處理和解決。在配電網自動化繼電保護技術正常應用過程中，電力調度人員必須具備良好的專業素養和豐富的調度實踐操作能力，確保配電網自動化系統的準確調度。同時，配電網自動化繼電保護裝置運行時，經常發生各種土方狀況，若現場電力調度人員的綜合素質較低，無法及時、有效地處理這些故障。

3 配電網自動化繼電保護應用的重要性

配電網運行過程中，一旦繼電保護裝置元器件發生故障，相鄰斷路器會自動跳閘，及時隔離配電網系統和故障元件，可有效保護配電網自動化系統，并且降低對配電網元器件的損害。同時，配電網處于異常運行狀態時，繼電保護裝置會自動發出報警信號，結合配電網不同異常情況，發送不同指令信號，自行調整配電網自動化系統的運行狀態。當配電網自動化系統發生運行故障時，可自動隔離配電網自動化系統和故障部分，確保非故障區域安全、穩定運行，縮小配電網系統事故范圍。另外，配電網自動化系統中繼電保護裝置還可以發揮監控作用，實時監控電氣設備的電壓和電流情況，從而分析配電網運行狀態，因此繼電保護裝置在配電網自動化系統中發揮著非常重要的作用。而隨著繼電保護裝置在配電網自動化系統中的應用越來越廣泛，繼電保護裝置故障發生率越來越高，嚴重影響了配電網的安全、穩定運行，給國家、社會和電力企業造成巨大的經濟損失，因此應高度重視配電網自動化繼電保護故障維護檢修、

4 配電網自動化繼電保護故障的解決處理方法

4.1 直觀法

在檢修配電網自動化繼電保護故障時，采用專門的測量儀器進行處理。若繼電保護裝置相關元器件發生故障，但是又無法使用元件進行替換，而繼電保護裝置合閘后，接觸器和跳閘線圈還可保持正常運行，說明配電網電氣回路正常。若繼電保護裝置內部元器件出現冒煙或者燒焦氣味，應迅速確認配電網自動化機電保護故障，及時更換內部的元器件。

4.2 參照法

參照法是指通過對比故障設備和正常設備的相關技術參數，根據不同技術參數的區別，查找配電網自動化繼電保護故障，做好維護修復。參照法適用于配電網接線錯誤、定值校驗時測試值和目標值相差較大的情況。同時，改造和更換繼電保護裝置時，若二次接線無法恢復，采用參照法，校驗繼電保護裝置定值時，如果整體定值和測試值的差異比較明顯，可參照其他同類型繼電保護裝置，分析故障原因。

4.3 短接法

查找配電網自動化繼電保護故障時，根據實際情況，短接回路中的部分線路，檢查短接線范圍內是否存在故障，逐漸縮小故障查找范圍。應用短接法時，切斷配電網繼電保護裝置，檢查控制開關結點，適用于配電網自動化繼電保護的電流回路開路、電磁鎖失控等情況。

4.4 替換法

替換法是指使用同類型、正常的元器件替換配電網自動化繼電保護裝置的故障元器件，判斷繼電保護裝置是否存在運行故障，替換法是一種常見的繼電保護裝置故障處理方法。當配電網自動化系統繼電保護裝置內部的元器件發生故障，工作人員可以采用備用元器件進行替換，從而逐一排除繼電器故障。

5 配電網自動化繼電保護技術的應用

5.1 科學配置配電網繼電保護裝置

當前，我國配電網自動化系統中，繼電保護裝置的應用功能比較單一，但是在實際應用中繼電保護裝置無法全面、有效地保護配電網自動化系統，造成配電網運行容易發生多種故障。因此為了保障配電網的安全、穩定運行，不僅要設置有效的繼電保護裝置，還應科學合理地配置繼電保護裝置，定期修理和維護繼電保護裝置。若繼電保護裝置無法正常發揮作用，很容易造成變壓器燒毀問題。基于配電網的安全運行，電力調度人員應選擇多樣化的繼電保護措施，優化繼電保護裝置配置，堅持先進的管理理念，編制繼電保護技術的運行時間表，嚴格落實，加強繼電保護裝置應用監督。一旦配電網自動化繼電保護發生問題，在最短時間內進行檢查維護，采用科學合理的處理解決措施，保障配電網自動化繼電保護技術應用的安全性。

5.2 發電機繼電保護

發電機是配電網自動化系統的重要設備，為了保護發電機的安全運行，應做好發電機繼電保護的重點保護和備用保護。對于配電網發電機的重點保護，主要用于保護發電機的失磁問題，根據發電機的相位、電流和中性點，采用縱聯差動保護模式，保障發電機的安全性。若發電機單相接地電流超出限值，可設置接地保護裝置，做好配電網自動化繼電保護。如果發電機的定自繞組匝間發生短路故障，造成發電機故障部件快速發熱，很容易燒壞絕緣層，嚴重影響發電機的安全運行，因此發電機實際應用中做好發電機定子繞組的匝間保護，處理定子繞組故障，保障發電機的穩定性和安全性。

5.3 母線繼電保護

配電網自動化系統運行過程中，母線繼電保護主要包括差動保護和相位對比保護，母線繼電保護裝置的相位對比保護主要是通過相位對比方式，有效保護配電網自動化系統母線，在配電網大電流接地設置中，通過三相連接可以實現母線保護。對于小電流接地設置，在配電網自動化系統相間短路上設置母線保護裝置，通過兩相連接方式，保護配電網自動化系統母線。

5.4 變壓器繼電保護

變壓器是配電網自動化系統的重要組成設備，其運行狀態直接關系著電力系統的安全、穩定運行，因此配電網自動化系統應做好變壓器繼電保護。針對配電網自動化繼電保護短路故障，變壓器短路保護包括過電流保護和阻抗保護，過電流繼電保護是指在變壓器兩側元器件設置保護裝置，變壓器電流元器件運行過程中很容易發生跳閘問題，并且切斷電源。阻抗繼電保護主要是應用變壓阻抗元件，在配電網自動化系統變壓器繼電保護中，阻抗元件運行一段時間后及時跳閘保護變壓器。同時，一旦變壓器油箱發生故障，電弧以內的油液和絕緣材料會分解產生有害氣體，瓦斯保護可保護變壓器的安全運行，如果油箱出現運行故障，可快速啟動保護裝置，發出報警信號，及時切斷電源。另外，做好配電網自動化系統接地保護，對于變壓器直接接地，利用零序電流有效地防范和保護變壓器，在變壓器兩側安裝零序保護設備，利用電流互感器，形成零序電流，保護不接地的變壓器，通過零序電壓做好有效保護。

6 結語

繼電保護技術在配電網自動化系統中發揮著非常重要的作用，結合配電網自動化繼電保護常見故障，采取科學合理的解決方法，減少對配電網自動化系統的損壞，推動配電網自動化系統的快速發展。

參考文獻

[1] 鐘循志.配電網自動化繼電保護技術探究[J].科技風，2014，（24）.

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[4] 黃寧生.淺談配電網自動化的繼電保護技術應用[J].企業技術開發，2013，（21）.

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關鍵詞：配電網 饋線自動化 系統保護

配電自動化技術是服務于城鄉配電網改造建設的重要技術，配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，通信技術是配電自動化的關鍵。目前，配電自動化進行了較多試點，由配電主站、子站和饋線終端構成的三層結構已得到普遍認可，光纖通信作為主干網的通信方式也得到共識。饋線自動化的實現也完全能夠建立在光纖通信的基礎上，這使得饋線終端能夠快速地彼此通信，共同實現具有更高性能的饋線自動化功能。

一、配電網饋線保護的技術現狀。電力系統由發電、輸電和配電三部分組成。發電環節的保護集中在元件保護，其主要目的是確保發電廠發生電氣故障時將設備的損失降為最小。輸電網的保護集中在輸電線路的保護，其首要目的是維護電網的穩定。配電環節的保護集中在饋線保護上，配電網不存在穩定問題，一般認為饋線故障的切除并不嚴格要求是快速的。不同的配電網對負荷供電可靠性和供電質量要求不同。許多配電網僅是考慮線路故障對售電量的影響及配電設備壽命的影響，尚未將配電網故障對電力負荷（用戶）的負面影響作為配電網保護的目的。配電網饋線保護的主要作用也成為提高供電可靠性和提高電能質量，具體包括饋線故障切除、故障隔離和恢復供電。具體實現方式有以下幾種：

1、傳統的電流保護。過電流保護是最基本的繼電保護之一。考慮到經濟原因，配電網饋線保護廣泛采用電流保護。配電線路一般很短，由于配電網不存在穩定問題，為了確保電流保護動作的選擇性，采用時間配合的方式實現全線路的保護。常用的方式有反時限電流保護和三段電流保護，其中反時限電流保護的時間配合特性又分為標準反時限、非常反時限、極端反時限和超反時限。

2、重合器方式的饋線保護。實現饋線分段、增加電源點是提高供電可靠性的基礎。重合器保護是將饋線故障自動限制在一個區段內的有效方式。目前在我國城鄉電網改造中仍有大量重合器得到應用，這種簡單而有效的方式能夠提高供電可靠性，相對于傳統的電流保護有較大的優勢。該方案的缺點是故障隔離的時間較長，多次重合對相關的負荷有一定影響。

3、基于饋線自動化的饋線保護。配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，其中饋線自動化實現對饋線信息的采集和控制，同時也實現了饋線保護。這種基于通信的饋線自動化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護、RTU遙控及重合閘的多種方式，能夠快速切除故障，在幾秒到幾十秒的時間內實現故障隔離，在幾十秒到幾分鐘內實現恢復供電。該方案是目前配網自動化的主流方案，能夠將饋線保護集成于一體化的配電網監控系統中，從故障切除、故障隔離、恢復供電方面都有效地提高了供電可靠性。

二、饋線保護的發展趨勢。目前，配電自動化中的饋線自動化較好地實現了饋線保護功能。但是隨著配電自動化技術的發展及實踐，對配電網保護的目的也要悄然發生變化。最初的配電網保護是以低成本的電流保護切除饋線故障，隨著對供電可靠性要求的提高，又出現以低成本的重合器方式實現故障隔離、恢復供電，隨著配電自動化的實施，饋線保護體現為基于遠方通信的集中控制式的饋線自動化方式。在配電自動化的基礎上，配電網通信得到充分重視，成本自動化的核心。目前國內的主流通信方式是光纖通信，具體分為光纖環網和光纖以太網。建立在光纖通信基礎上的饋線保護的實現由以下三部分組成：

1、電流保護切除故障；

2、集中式的配電主站或子站遙控FTU實現故障隔離；

3、集中式的配電主站或子站遙控FTU實現向非故障區域的恢復供電。這種實現方式實質上是在自動裝置無選擇性動作后的恢復供電。如果能夠解決饋線故障時保護動作的選擇性，就可以大大提高饋線保護的性能，從而一次性地實現故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個保護裝置利用快速通信協同動作，共同實現有選擇性的故障隔離，這就是饋線系統保護的基本思想。

三、饋線系統保護基本原理。饋線系統保護實現的前提條件如下：

1、快速通信；

2、控制對象是斷路器；

3、終端是保護裝置，而非TTU。在高壓線路保護中，高頻保護、電流差動保護都是依靠快速通信實現的主保護，饋線系統保護是在多于兩個裝置之間通信的基礎上實現的區域性保護。

4、故障區段信息：邏輯1：表示保護單元測量到故障電流，邏輯0：表示保護單元未測量到故障電流，但測量到低電壓。當故障發生后，系統保護各單元向相鄰保護單元交換故障區段，對于一個保護單元，當本身的故障區段信息與收到的故障區段信息的異或為1時，出口跳閘。為了確保故障區段信息識別的正確性，在進行邏輯1的判斷時，可以增加低壓閉鎖及功率方向閉鎖。

5、系統保護動作速度及其后備保護。為了確保饋線保護的可靠性，在饋線的首端UR1處設限時電流保護，建議整定時間內0.2秒，即要求饋線系統保護在200ms內完成故障隔離。在保護動作時間上，系統保護能夠在20ms內識別出故障區段信息，并起動通信。光纖通信速度很快，考慮到重發多幀信息，相鄰保護單元之間的通信應在30ms內完成。斷路器動作時間為40ms～100ms。這樣，只要通信環節理想即可實現快速保護。

四、系統保護展望。繼電保護的發展經歷了電磁型、晶體管型、集成電路型和微機型。微機保護在擁有很強的計算能力的同時，也具有很強的通信能力。通信技術，尤其是快速通信技術的發展和普及，也推動了繼電保護的發展。系統保護就是基于快速通信的由多個位于不同位置的保護裝置共同構成的區域行廣義保護。

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配電自動化技術是服務于城鄉配電網改造建設的重要技術，配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，通信技術是配電自動化的關鍵。目前，我國配電自動化進行了較多試點，由配電主站、子站和饋線終端構成的三層結構已得到普遍認可，光纖通信作為主干網的通信方式也得到共識。饋線自動化的實現也完全能夠建立在光纖通信的基礎上，這使得饋線終端能夠快速地彼此通信，共同實現具有更高性能的饋線自動化功能。

二。配電網饋線保護的技術現狀

電力系統由發電、輸電和配電三部分組成。發電環節的保護集中在元件保護，其主要目的是確保發電廠發生電氣故障時將設備的損失降為最小。輸電網的保護集中在輸電線路的保護，其首要目的是維護電網的穩定。配電環節的保護集中在饋線保護上，配電網不存在穩定問題，一般認為饋線故障的切除并不嚴格要求是快速的。不同的配電網對負荷供電可靠性和供電質量要求不同。許多配電網僅是考慮線路故障對售電量的影響及配電設備壽命的影響，尚未將配電網故障對電力負荷（用戶）的負面影響作為配電網保護的目的。

隨著我國經濟的發展，電力用戶用電的依賴性越來越強，供電可靠性和供電電能質量成為配電網的工作重點，而配電網饋線保護的主要作用也成為提高供電可靠性和提高電能質量，具體包括饋線故障切除、故障隔離和恢復供電。具體實現方式有以下幾種：

2.1傳統的電流保護

過電流保護是最基本的繼電保護之一。考慮到經濟原因，配電網饋線保護廣泛采用電流保護。配電線路一般很短，由于配電網不存在穩定問題，為了確保電流保護動作的選擇性，采用時間配合的方式實現全線路的保護。常用的方式有反時限電流保護和三段電流保護，其中反時限電流保護的時間配合特性又分為標準反時限、非常反時限、極端反時限和超反時限，參見式（1）、（2）、（3）和（4）。這類保護整定方便、配合靈活、價格便宜，同時可以包含低電壓閉鎖或方向閉鎖，以提高可靠性；增加重合閘功能、低周減載功能和小電流接地選線功能。

電流保護實現配電網保護的前提是將整條饋線視為一個單元。當饋線故障時，將整條線路切掉，并不考慮對非故障區域的恢復供電，這些不利于提高供電可靠性。另一方面，由于依賴時間延時實現保護的選擇性，導致某些故障的切除時間偏長，影響設備壽命。

2.2重合器方式的饋線保護

實現饋線分段、增加電源點是提高供電可靠性的基礎。重合器保護是將饋線故障自動限制在一個區段內的有效方式「參考文獻。參見圖1，重合器R位于線路首端，該饋線由A、B、C三個分段器分為四段。當AB區段內發生故障F1，重合器R動作切除故障，此后，A、B、C分段器失壓后自動斷開，重合器R經延時后重合，分段器A電壓恢復后延時合閘。同樣，分段器B電壓恢復后延時合閘。當B合閘于故障后，重合器R再次跳開，當重合器第二次重合后，分段器A將再次合閘，此后B將自動閉鎖在分閘位置，從而實現故障切除、故障隔離及對非故障段的恢復供電。

目前在我國城鄉電網改造中仍有大量重合器得到應用，這種簡單而有效的方式能夠提高供電可靠性，相對于傳統的電流保護有較大的優勢。該方案的缺點是故障隔離的時間較長，多次重合對相關的負荷有一定影響。

2.3基于饋線自動化的饋線保護

配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，其中饋線自動化實現對饋線信息的采集和控制，同時也實現了饋線保護。饋線自動化的核心是通信，以通信為基礎可以實現配電網全局性的數據采集與控制，從而實現配電SCADA、配電高級應用（PAS）。同時以地理信息系統（GIS）為平臺實現了配電網的設備管理、圖資管理，而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電自動化成為提供配電網保護與監控、配電網管理的全方位自動化運行管理系統。參見圖2所示系統，這種饋線自動化的基本原理如下：當在開關S1和開關S2之間發生故障（非單相接地），線路出口保護使斷路器B1動作，將故障線路切除，裝設在S1處的FTU檢測到故障電流而裝設在開關S2處的FTU沒有故障電流流過，此時自動化系統將確認該故障發生在S1與S2之間，遙控跳開S1和S2實現故障隔離并遙控合上線路出口的斷路器，最后合上聯絡開關S3完成向非故障區域的恢復供電。

這種基于通信的饋線自動化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護、RTU遙控及重合閘的多種方式，能夠快速切除故障，在幾秒到幾十秒的時間內實現故障隔離，在幾十秒到幾分鐘內實現恢復供電。該方案是目前配網自動化的主流方案，能夠將饋線保護集成于一體化的配電網監控系統中，從故障切除、故障隔離、恢復供電方面都有效地提高了供電可靠性。同時，在整個配電自動化中，可以加裝電能質量監測和補償裝置，從而在全局上實現改善電能質量的控制。

三。饋線保護的發展趨勢

目前，配電自動化中的饋線自動化較好地實現了饋線保護功能。但是隨著配電自動化技術的發展及實踐，對配電網保護的目的也要悄然發生變化。最初的配電網保護是以低成本的電流保護切除饋線故障，隨著對供電可靠性要求的提高，又出現以低成本的重合器方式實現故障隔離、恢復供電，隨著配電自動化的實施，饋線保護體現為基于遠方通信的集中控制式的饋線自動化方式。在配電自動化的基礎上，配電網通信得到充分重視，成本自動化的核心。目前國內的主流通信方式是光纖通信，具體分為光纖環網和光纖以太網。建立在光纖通信基礎上的饋線保護的實現由以下三部分組成：

1）電流保護切除故障；

2）集中式的配電主站或子站遙控FTU實現故障隔離；

3）集中式的配電主站或子站遙控FTU實現向非故障區域的恢復供電。

這種實現方式實質上是在自動裝置無選擇性動作后的恢復供電。如果能夠解決饋線故障時保護動作的選擇性，就可以大大提高饋線保護的性能，從而一次性地實現故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個保護裝置利用快速通信協同動作，共同實現有選擇性的故障隔離，這就是饋線系統保護的基本思想。

四。饋線系統保護基本原理

4.1基本原理

饋線系統保護實現的前提條件如下：

1）快速通信；

2）控制對象是斷路器；

3）終端是保護裝置，而非TTU.

在高壓線路保護中，高頻保護、電流差動保護都是依靠快速通信實現的主保護，饋線系統保護是在多于兩個裝置之間通信的基礎上實現的區域性保護。基本原理如下：

參見圖3所示典型系統，該系統采用斷路器作為分段開關，如圖A、B、C、D、E、F.對于變電站M，手拉手的線路為A至D之間的部分。變電站N則對應于C至F之間的部分。N側的饋線系統保護則控制開關A、B、C、D的保護單元UR1至UR7組成。

當線路故障F1發生在BC區段，開關A、B處將流過故障電流，開關C處無故障電流。但出現低電壓。此時系統保護將執行步驟：

Step1：保護起動，UR1、UR2、UR3分別起動；

Step2：保護計算故障區段信息；

Step3：相鄰保護之間通信；

Step4：UR2、UR3動作切除故障；

Step5：UR2重合。如重合成功，轉至Step9；

Step6：UR2重合于故障，再跳開；

Step7：UR3在T內未測得電壓恢復，通知UR4合閘；

Step8：UR4合閘，恢復CD段供電，轉至Step10；

Step9：UR3在T時間內測得電壓恢復，UR3重合；

Step10：故障隔離，恢復供電結束。

4.2故障區段信息

定義故障區段信息如下：

邏輯1：表示保護單元測量到故障電流，

邏輯0：表示保護單元未測量到故障電流，但測量到低電壓。

當故障發生后，系統保護各單元向相鄰保護單元交換故障區段，對于一個保護單元，當本身的故障區段信息與收到的故障區段信息的異或為1時，出口跳閘。

為了確保故障區段信息識別的正確性，在進行邏輯1的判斷時，可以增加低壓閉鎖及功率方向閉鎖。

4.3系統保護動作速度及其后備保護

為了確保饋線保護的可靠性，在饋線的首端UR1處設限時電流保護，建議整定時間內0.2秒，即要求饋線系統保護在200ms內完成故障隔離。

在保護動作時間上，系統保護能夠在20ms內識別出故障區段信息，并起動通信。光纖通信速度很快，考慮到重發多幀信息，相鄰保護單元之間的通信應在30ms內完成。斷路器動作時間為40ms~100ms.這樣，只要通信環節理想即可實現快速保護。

4.4饋線系統保護的應用前景

饋線系統保護在很大程度上沿續了高壓線路縱聯保護的基本原則。由于配電網的通信條件很可能十分理想。在此基礎之上實現的饋線保護功能的性能大大提高。饋線系統保護利用通信實現了保護的選擇性，將故障識別、故障隔離、重合閘、恢復故障一次性完成，具有以下優點：

（1）快速處理故障，不需多次重合；

（2）快速切除故障，提高了電動機類負荷的電能質量；

（3）直接將故障隔離在故障區段，不影響非故障區段；

（4）功能完成下放到饋線保護裝置，無需配電主站、子站配合。

四。系統保護展望

繼電保護的發展經歷了電磁型、晶體管型、集成電路型和微機型。微機保護在擁有很強的計算能力的同時，也具有很強的通信能力。通信技術，尤其是快速通信技術的發展和普及，也推動了繼電保護的發展。系統保護就是基于快速通信的由多個位于不同位置的保護裝置共同構成的區域行廣義保護。

電流保護、距離保護及主設備保護都是采集就地信息，利用局部電氣量完成故障的就地切除。線路縱聯保護則是利用通信完成兩點之間的故障信息交換，進行處于異地的兩個裝置協同動作。近年來出現的分布式母差保護則是利用快速的通信網絡實現多個裝置之間的快速協同動作如果由位于廣域電網的不同變電站的保護裝置共同構成協同保護則很可能將繼電保護的應用范圍提高到一個新的層次。這種協同保護不僅可以改進保護間的配合，共同實現性能更理想的保護，而且可以演生于基于繼電保護相角測量的穩定監控協系統，基于繼電保護的高精度多端故障測距以及基于繼電保護的電力系統動態模型及動態過程分析等應用領域。目前，在輸電網中已經出現了基于GPS的動態穩定系統和分散式行波測距系統。在配電網，伴隨賊配電自動化的開展。配電網饋線系統保護有可能率先得到應用。

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【關鍵詞】配電網故障；繼電保護；安全運行；信息采集；自動控制；安全可靠；經濟合理

0 引言

我國配電網的發展是隨城市建設規模及用電負荷迅速增長和供電可靠性要求而提出的。由于城市規劃與電力規劃脫節的歷史原因，原有的配電網結構已經不能適應城市發展的需求。

1 城市配電網繼電保護自動裝置的發展

城市配電網中的電力設備和線路應裝設反映系統故障和異常運行的繼電保護和自動裝置，實現智能化和一體化，以保證配電網的安全運行。由于中低壓配電網規模大、結構層次復雜、信息采集點多，因此繼電保護自動裝置的分布于城市配電網中的不同層次，范圍包括變電站內與配電系統相關的設備、中壓配電饋線、開閉所、配變站以及低壓配電網等。

配電系統中的繼電保護裝置與整個電力系統的繼電保護一樣，歷經了電磁型、晶體管型、集成電路型、微機型的發展過程，不同形式的保護至今還在配電系統中廣泛存在并發揮作用。微機型繼電保護裝置由于性能優越、運行可靠，越來越得到用戶的認可而在配電系統中大量使用。同時，由于用戶對供電質量要求不斷提高和制造廠家的努力，繼電保護技術在配網中得到很大的發展，并且超越原有的行業范圍，走向多功能智能化。而傳統意義上的獨立的繼電保護裝置正在消失。繼電保護裝置和設備必須遵循配電系統的發展規劃和建設要求，具有合適的環境適應能力，同時配置有必要的通訊接口，支持多種介質的通訊方式，實現運行監視控制和數據采集，具備與調度控制中心通信的功能。

隨著微機繼電保護在高壓電網推廣成功，其優良的性能、方便的操作和簡單的維護在電力系統中深得人心。隨后，制造工藝成熟、性能優越、價格適宜的繼電保護產品逐步在中低壓電網推廣，并在實踐應用過程中不斷發展。

（1）微機型繼電保護擴展成綜合測控裝置

近年來微電子技術的高速發展，高性能、低價格的 CPU 及器件不斷推出，CPU 強大的計算能力在完成繼電保護功能之外，還有較多的能力去處理傳統上由另外一些裝置完成的或者過去沒有實現的功能，形成了一個融合保護、測量、控制、通訊等功能在一起的綜合裝置。在這種裝置里，保護功能得到較大的發展，并可能會發展并研究出更適用于配網的保護方法。 這種趨勢和要求反過來也對裝置制造提出了很高的要求。

目前，在城市配電系統新建的開閉所和配電站中，中低壓開關設備就地安裝并通過通信構成自動化系統已成為一個潮流。

（2）10kV 柱上開關及配電開關智能化

目前已有開發并使用的有兩大類柱上裝置：一類是 FTU（現場遠方終端）和柱上開關分離，各自獨立工作，完成自身功能；另一類是將 FTU（現場遠方終端）與柱上開關組合在一起，成為一個機電一體化的設備。使用這些具有良好通信能力的智能化設備，可以完成許多在以前無法完成或者要有很多裝置才能完成的任務，同時也給配電網絡繼電保護系統注入新的內容，即保護的設計和整定需要考慮饋線開關的控制方法。

（3）繼電保護自動裝置的就地化

繼電保護自動裝置的就地化使接線簡化、間隔清晰、操作更可靠。就地裝置通過通信與集控中心聯系，大大減輕了集控中心的空間壓力和接線復雜性。而且隨著電子器件和電路設計技術不斷更新，裝置硬件已經能夠適應戶外環境的要求。可以預見，就地化的繼電保護自動裝置將向較高電壓等級發展。

2 配電網常用保護及存在的問題

根據電氣與電子工程師協會電力系統繼電保護分會配電保護工作組的調查報告，供電企業在配電網的變壓器和饋線上正廣泛使用多功能保護裝置，幾乎所有的此類保護裝置中均配置了三相速斷保護、接地速斷保護、時間-過流保護。但是，瞬時跳閘的相電流過流保護的應用面減少，一般傾向于只允許單次瞬時跳閘。在饋線保護的整定問題上多采用整套的時間-電流特性的相電流保護整定配合方式。 按照保護針對的故障類型來劃分，配電網保護主要包括短路保護和接地保護兩大類。

2.1 短路保護

一般情況下，短路故障的故障電流大于負荷電流，較易檢測，通常采用定時限的相電流過流保護，通過延時實現變壓器、母線、饋線之間的相互配合。采用距離保護則可以在檢測短路故障的同時測量故障電流和故障電壓計算故障阻抗，實現故障定位。

2.2 接地保護

電網故障絕大部分是接地故障或由接地故障發展而來的其它故障，接地電阻可能比較大，需要用專門的接地保護來檢測。接地保護不需監視正常的相電流，定值整定可以不考慮負荷電流的影響，靈敏度有了提高。但是根據不同原理，需要檢測的量可能比較小，信號檢測難度增大。

對一些小電阻接地系統的接地故障，多采用時間-電流繼電器來檢測故障。而對于高阻故障（可能達到幾千歐），則利用反時限、零序量（功率、電流、電壓）、距離、中性點電壓等原理來檢測。保護延時動作也可以減少瞬時性接地故障時的饋線開關分斷。

電流保護是配電網最常用的保護方式，目前最常見的是過流保護，根據保護的動作量分類，可以劃分為單相過流、殘流過流、負序過流等。它們作為主保護和后備保護被廣泛用于電力系統中。

單相過流保護是線路的常用保護，可以節省熔斷器投資、避免設備損傷、縮短停電時間和電壓跌落過程，且整定方法簡單。為了和下方保護配合，其定值必須高于最大負荷電流，因而降低了保護的靈敏度。

與單相過流保護不同，負序過流保護不受三相平衡的負荷電流的影響，其定值可遠低于負荷電流的水平。但是負序過流保護不能反應三相對稱的短路故障。

過流保護有速斷、定時限、變時限等多種動作特性，微機保護更可以提供多種時間-電流特性，便于和其它保護及熔斷器配合。瞬時過流保護（速斷）在一個周波（20ms）左右出口，其保護區的大小受系統阻抗（尤其是背后系統阻抗和下方負荷側阻抗的比值）影響。定時限過流保護引入延時，保護之間按時間階梯配合，距離電源越遠則保護延時越短，不足之處是近電源處發生故障時，故障電流水平高、保護延時長，不能及時保護一次設備，保護與下端的熔斷器配合時也存在困難。采用變時限的過流保護可以根據故障電流水平決定保護動作延時，能夠很好地解決近電源點保護的快速動作問題，反時限過流保護即是最常用的一種變時限保護。

隨著自適應技術在繼電保護中的應用，微機過流保護可以優化保護定值以適應系統的實際運行狀態，而不必采用傳統方法，按最惡劣的運行方式進行保護整定。這也就是繼電保護的自適應問題，至今仍有很多學者在不斷地探索。

另外，過流保護還存在一些較難解決的問題，如：勵磁涌流、電容器的投切會引起保護誤跳閘的事件；冷負荷啟動（持續幾秒鐘至幾分鐘）也會引起相電流過流和接地過流保護誤動作；以及高阻接地問題。對前一類問題，通常要采取提高速斷保護定值、給速斷加延時、安裝抑制諧波的相電流過流保護或接地過流保護等措施。而對于第二類問題，通常采取負荷分批啟動、提高保護定值、閉鎖保護等措施來避開此過程。過流保護對高阻接地問題的對策一直未能得到很好的解決。

3 結束語

總之，我國配電網自動化水平較低，實現配電自動化，提高檢測、隔離短路故障和接地故障的快速性和靈敏度，是提高供電質量和供電可靠性亟待解決的問題。

【參考文獻】

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【關鍵詞】配電自動化；進展；發展建議

智能電網建設建議被提出之后，配電自動化技術的發展迎來了又一次。截止到目前，我國基于智能電網建設下的配電自動化技術已經發展得比較成熟，基本能在智能電網建設中發揮作用，提高電網供電運行的質量和還可靠性。下面，筆者結合我國配電自動化技術應用現狀，對該技術在近十年內的發展情況，以及未來的發展建議作詳細論述。

一、配電自動化技術的研究進展

國家電網建設提出智能化建設意見之后，智能電網取代了傳統電網，同時將配電化技術引入其中，實現了智能電網供電運行的安全、可靠與穩定。另，我國通信技術在最近十多年一直處于穩定發展狀態，以通信技術的發展為助力，配電自動化技術的發展也隨之變得越來越快速，為配電自動化系統的應用，以及系統功能完善奠定了扎實基礎。配電自動化技術最近十多年的研究進展主要表現在以下幾個方面：

1、配電自動化主站的研究進展

現階段配電自動化主站在技術方面取得了兩大進步，一是克服了原配電自動化主站的運行難題，并結合IEC61968標準，建立了一套符合標準要求的信息交互總線，并利用該總線實現了不同系統之間的、標準統一的信息交互；二是具有更加完善、更加實用電故障處理功能，主站內部配備了更加完備的故障處理模塊。

1.1基于IEC61968標準信息交互總線

配電自動化系統應用于實踐工程，必須要能實現不同系統之間的信息與數據交互。之前的配電自動化主站采用“點對點”方式實現不同系統之間互聯，詳細見圖1。這種方式不僅需要設置大量的維護接口，還存在協議不標準，信息交互性差點呢過問題，并不能真正發揮出配電自動化系統的信息交互作用。

智能電網建設意見提出之后，行業研究人員改進了傳統的系統互聯方式，將IEC61968標準應用到信息交互總線設計工作中，按照“源端數據唯一，全局信息共享”原則，設計出了符合IEC61968標準要求的信息交互總線，結構圖如下圖2所示。該總線互聯方式退出之后，既可有效減少系統的維護接口數量，又可實現快速、標準的全局信息共享。

1.2具有更加完備的故障處理模塊

故障定位、分析與處理是配電自動化系統所具備的三大核心功能，同時也是配電自動化技術的主要應用優勢，是配電自動化系統在供電運行中發揮作用，提高供電運行可靠性的可操作途徑。

現階段的配電自動化系統能對故障進行準確定位、分析和處理，能實現故障隔離，保證電力系統供電質量不受故障影響。究其原因，主要是因為現代化配電自動化系統或配電自動化主站中設置了一個功能完備的故障處理與應用模塊。該模塊具有以下幾大特點：

（1）能對供電系統運行中的單層、多層故障進行準確定位，并自動聲場故障隔離區和系統功能健全區，實現故障隔離，有效避免故障對系統供電安全、供電可靠性造成影響。

（2）故障定位時，故障處理模塊可能發生故障漏報、錯報情形，但這并不會對故障判斷產生影響，原因在于現階段的配電自動化主站的故障處理模塊具有容錯性。

（3）在編制或生成故障處理策略時，處理模塊能將故障檢修、保電措施納入考慮因素范圍。

2、配電自動化通信網絡的進展

近年來，以太網無源光網絡、工業以太網、通用分組無線業務、電纜屏蔽層載波等通信技術的飛速發展和成熟，使它們在智能電網建設中成為了配電自動化系統的主要通信方式。以光纖為傳輸媒介的EPON和工業以太網技術，不僅支持網絡通信協議，而且具有自愈性能，可以確保高效可靠的數據通信；WiMax和電纜屏蔽層載波技術適合于實現光纖不便于敷設的部分的數據通信等。

二、配電自動化發展建議

筆者認為，智能電網建設下配電自動化發展還需做好以下幾項工作：

（1）與繼電保護相結合。配電自動化技術可以與繼電保護技術結合，這樣既能發揮繼電保護切除故障速度快和不會造成健全區域停電的優點，又能利用配電自動化來彌補配電網繼電保護選擇性的不足。

（2）供電企業要借助配電自動化技術提高電力系統供電能力。國家要大力發展配電自動化技術，加大對該技術的研究力度，利用該技術來提高配電網的供電能力，并確保配電網的供電可靠性。

（3）借助配電自動化提高配電網應急能力。配電自動化技術被大量應用之后，配電網的應急能力也會隨之提升。原因自傲與配電自動化系統具有故障處理策略生成功能，能盡快處理電路故障，確保配電網供電安全。

三、結束語

配電自動化技術目前已經發展到了成熟階段，并且在智能電網建設中得到了廣泛應用。筆者認為，如果該技術想要長久的發展下去，就必須進一步加大對該技術的研究力度，多多實踐并積累經驗，擴大該技術在配電網供電運行中的應用范圍。

參考文獻

[1]劉健，張志華，張小慶，鄭劍敏.繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理[J].電力系統保護與控制，2011（16）

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【關鍵詞】光伏發電；配電網；繼電保護

0 引言

隨著光伏發電系統的日益成熟且成本越來越低，光伏系統并網成為利用這一資源的最好方式。然而，光伏發電有其自己的特點，光伏發電系統的并網，使配電系統從單系統放射狀網絡變為分布有中小型系統的有源網絡，改變系統的潮流分布，進而影響配電網繼電保護的合理性，對配電系統的繼電保護造成一定的影響[1-2]。

目前國內外很多學者已經對此開展了大量的研究工作，主要包括光伏發電短路特性和計算模型，分布式光伏發電系統及其接入位置、接入容量的不同對配電網電流保護、重合閘、自動化策略的影響等內容。文獻[3]針對用戶側光伏發電并網對配電網繼電保護的影響進行了分析，提出了繼電保護配置方案以及保護整定原則，為今后的工程應用提供一定的借鑒。文獻[4]指出，分布式光伏發電接入中低壓配電網后，將對電流保護的靈敏性和選擇性產生影響，影響程度與光伏電源的接入位置、裝機容量有緊密的關系。同時，含分布式光伏發電的配電網不宜采用快速重合閘。文獻[5]采用動態等值阻抗的建模方法，將光伏發電站表示為戴維南等效電路來研究光伏電站接入配電網后的繼電保護整點計算。

因此，本文從理論上分析了光伏并網發電對配電網繼電保護的影響，包括光伏系統接入位置和接入容量，并指出在今后配電網繼電保護配置以及整定計算時，需考慮并網光伏發電系統。本文的研究成果也為光伏并網發電的工程實施提供理論依據和技術支持。

1 光伏電源接入位置對繼電保護的影響

我國10kV配電網一般為單電源輻射形式并以三段式電流保護為主保護，圖1為10kV配電網基本接線圖。設系統容量為SS，系統電壓為ES，系統電抗XS，光伏發電系統容量為SE，光伏發電系統電壓為EP，等效阻抗為XP。各線路電抗值為X1、X2、X3、X4、X5、X6。K1、K2、K3、K4、K5、K6分別為本段末端發生三相接地短路。

由單輻射網絡結構可知，故障發生在圖1所示配電網的6個不同位置時，短路電流的變化方向是一致的。下面假設K2處發生故障，保護2處測得短路電流Id2計算如下：

很明顯，保護2處的短路電流明顯增加。因此在K1、K2、K3、K4、K5、K6發生故障時，故障處的電流勢必會增大。故障處電流不僅由系統提供，還有光伏電源的影響。因此光伏電源在始端接入會使保護的范圍擴大、降低保護的靈敏性。當短路電流增大到一定值時，會使I段保護和下級的I段保護失去選擇性。情況嚴重時還會波及下級線路II段保護的選擇性。

同樣的方法可以分析光伏電源接入配電網中端或末端對繼電保護的影響。光伏電源在中端接入會使相鄰饋線保護的范圍擴大、降低保護的靈敏性。當短路電流增大到一定值時，會使I段保護和下級的I段保護失去選擇性，情況嚴重時還會波及下級線路II段保護的選擇性；光伏電源在末端接入時，會使相鄰饋線的保護裝置的保護范圍變大，靈敏性降低，并有可能使相鄰饋線的保護失去選擇性，當容量達到一定值時會使相鄰饋線的保護失去選擇性。

2 光伏電源接入對配網繼電保護影響的仿真分析

針對圖1所示的10kV配電網在PSCAD仿真軟件環境下進行仿真計算，分析光伏電源接入對配電網繼電保護的影響分析，其中光伏電池等效電路圖如圖2所示。

光伏并網發電采用增量電導法控制光伏電源輸出最大功率，其并網系統結構圖如圖2所示。

根據光伏陣列可以組成5MW、10MW、20MW容量的光伏發電系統。光伏系統接升壓斬波電路，并通過控制IGBT 的導通率，實現最大功率跟蹤。后經DC/AC轉換變流器實現并網。配電網線路參數見表1。

當光伏接入饋線末端時，接入容量分別為5MW、10MW、20MW時，數據如表2所示。

當K2發生故障，相比未接入光伏電源時流經保護2的短路電流增大，并隨著容量的上升短路電流增加的越多。流經保護的4處的短路電流值，不隨容量的變化而變化。

光伏接入饋線中端時，接入容量分別為5、10、20MW時，數據如表3所示。

當K2發生故障時，相比于未接入光伏電源的情況，保護2處的短路電流增大，保護4處為反向電流。當K4發生故障時，流經保護4短路電流變化不大。當k5發生故障時，流經保護5處的短路電流增加。

當光伏接入饋線首端時，接入容量分別為5、10、20MW時，數據如表4所示。

當K2發生故障時，相比與未接入光伏系統時短路電流增大。當K4發生故障使，相比與未接入光伏系統時短路電流增大。并且隨容量的增加短路電流值隨著增加。

由以上的數據分析可知，我們所做的理論研究是正確的。實驗數據與理論分析相匹配，驗證上了理論分析的正確性。

3 結論

本文通過理析和仿真分析計算了光伏電源電源接入配電網對繼電保護的影響，理論分析和仿真計算的結果一致，并獲得如下結論：

（1）光伏電源接在配電網的始端時，其對配電網的短路電流有助增作用。短路電流變大，對電流保護的I段保護范圍擴大，而II段保護又是根據下級線路I段整定，所以II保護范圍也相應擴大。

（2）當光伏電源接在配電網的中端時，當故障發生在本饋線光伏電源上游時，光伏電源接入對相鄰饋線不會產生影響。光伏電源會對下游繼續供電，并向短路處提供短路電流，形成孤島效應。此時，接入的容量越大對本饋線故障處提供短路電流越大，對相鄰饋線、本饋線故障處保護的短路電流不會產生影響。

（3）光伏電源接在配電網的末端時，當故障是發生在本饋線上時，其對本饋線故障處上游短路電流沒有影響，但故障點下游處會由光伏電源提供反向的短路電流，由于在故障段只有上游有保護裝置，所以下游會形成孤島效應。光伏電源容量越大，對故障點下游提供的反向短路電流越大，由于沒有保護方向性可能產生誤動。

【參考文獻】

[1]石振剛，王曉蔚，趙書強.并網光伏發電系統對配電網線路保護的影響[J].華東電力，2010，38（9）：1406-1409.

[2]李斌，袁越.并網光伏發電對保護及重合閘的影響及對策[J].電力自動化設備，2013，33（4）：12-18.

[3]葉榮波，周昶，施濤，等.用戶側光伏發電并網對繼電保護分析[J].科技通報，2014，30（1）：158-162.

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關鍵詞：智能配電網；繼電保護方式；電流差動保護；電流速斷保護；判據方式

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）04-0134-03

智能配電網的發展可以說是迅速推進的。智能配電網不但能夠實現對配電網運行質量與運行水平的合理提升，同時還能夠與我國現階段清潔型能源發展的目標相契合，對于推動整個電網運行系統的升級式發展有著重要意義。大量的實踐研究結果表明：智能配電網的應用表現出了極為顯著的交互性以及自愈性特征。與此同時，在分布式電源接入技術以及微網運行技術等智能化技術的應用過程當中，傳統意義上的保護及控制方式早已呈現出明顯的不適應性。從這一角度上來說，研究面向智能配電網的保護與控制方法，在合理選取保護方式、確定保護判據的基礎之上，實現對實際工作的指導，已成為整個電網建設行業領域的研究熱點。本文試對其做詳細分析與說明。

1 智能配電網繼電保護方式的選取分析

輸電網對于電流差動保護的應用極為頻繁。這是由于：在當前技術條件支持下，電流差動保護方式被證實能夠以可靠性、穩定性的動作響應速度，防止輸電網繼電保護的運行受到電力系統振蕩因素的影響。更為關鍵的一點在于：隨著現代意義上配電網光纖化發展與智能化轉型的建設與應用，智能配電網在有關繼電保護方案的選取方面多以電流差動保護為主。然而，不容忽視的一點問題在于：傳統意義上的電流差動保護為確保其相對于整個智能配電網的繼電保護優勢能夠得到穩定發揮，要求在每段線路的兩側位置均配備有獨立運行的電流互感器以及斷路器設備，此項措施也在很大程度上導致了整個智能配電網的投入成本顯著增加。從這一角度上來說，現階段面向智能配電網的保護與控制工作應當將研究與實踐的重點放在對傳統電流差動保護的合理改進基礎之上。與此同時，考慮到相對于高電阻接地故障狀態下，智能配電網的差動保護性能發揮可能出現嚴重阻滯，引發極為明顯的拒動動作。與此同時，在將電流差動保護作為整個智能配電網繼電保護方式的過程當中，傳輸通道所對應的保護數據信息傳輸難度也明顯增加。特別是對于智能配電網中較長的電線線路而言，即便電流速斷保護動作的響應速度發揮到最高水平，仍然無法完全解決因網絡不暢通因素而引發的保護延時問題。基于以上分析，建議在面向智能配電網的保護與控制過程當中，實現對電流差動保護工作模式以及電流速斷保護工作模式的充分融合與應用。將上述兩類保護工作模式作為整個智能配電網的主保護配置，同時將傳統意義上的電流差動保護工作模式視作整個智能配電網的后備保護。在此種保護模式作用之下，電流差動保護與電流速斷保護同時進行輸出運算，按照此種方式獲取與之相對應的保護輸出數值，從而最大限度地保障智能配電網運行的安全性與穩定性。

2 智能配電網保護與控制的判據方式分析

傳統意義上的電流差動保護確定母線指向線路的方向參照電流正向延伸方向。具體的判據方式如下所示：

①|M節點電流向量+N節點電流向量|-制動系數|M節點電流向量-N節點電流向量|≥差動門檻定值

②|M節點電流向量+N節點電流向量|≥差動門檻定值

上述判據方式中有關差動門檻定值的確定參照：避讓節點MN線路電容電流與不平衡電流的整合參數。

而對于經過改進后的電流差動保護而言，指定對于電流正向延伸方向的判定參照整個系統電源指向線路末端的方向予以確定。按照電流的延伸方向，可將與系統電源間隔距離較短的開關定義為上游開關，同時將與系統電源間隔距離較長的開關定義為下游開關。特別需要注意的是：在此種劃分方式作用之下，也存在一部分不存在下游開關的開關，將其定義為邊界開關。這也正是在整個配電網保護控制過程中需要重點關注的問題之一。具體而言，針對邊界開關以及上/下游開關而言，保護過程中應采取的判據方式存在一定的差異性。

③對于邊界開關位置而言，繼電保護選取為電流速斷保護工作模式，具體的判據為：實際短路電流≥保護啟動電流=保護可靠系數×最小運行狀態下，保護線路末端位置兩相短路故障所對應短路電流（保護可靠系數取值為1.2）。

④對于上/下游開關位置而言，繼電保護選取為電流速斷保護與電流差動保護相結合的保護方式。這也就使得判據方式也存在一定的差異性。首先，對于電流速斷保護判據而言，具體的判據方式應當為：實際短路電流≥保護啟動電流=可靠系數=最大運行狀態下，保護線路末端位置三相短路故障所對應短路電流（保護可靠系數取值為1.3）；其次，對于電流差動保護判據而言，具體的判據方式應當為：開關m電流相量-以（開關m連接下游開關序列數量）為上界，自n序列取值至上界標準×開關m下游第n序列開關所對應的電流相量≥差動門檻定值。特別需要注意的一點是：差動門檻定值的取值應當在傳統電流差動保護所對應取值范圍的基礎之上，涵蓋引出負荷的負荷電流參數。

3 智能配電網的保護與控制實例分析

下圖1即為建立在分布式電源接入基礎之上的10kV智能配電網，在整個智能配電網當中，斷路器10#設定為開環點。與此同時，各分段開關位置均配備有獨立運行的IDT裝置，按照此種方式形成一個獨立的。

結合圖1，在BC段線路中k1節點發生運行故障的情況下，1#能夠將所檢測到的流經1#開關位置的電流參數予以提取，與此同時，2#能夠將所檢測到的流過2#開關位置的電流參數予以提取，并傳輸至1#位置。通過對上述兩個開關位置所對應電流參數的合理比較，來判定整個智能配電網在此種運行狀態下是否符合上游/下游開關所對應的電流差動保護以及電流速斷保護判據（如上文中所述④判據式）。在判定實際運行情況與判據④不相符合的情況下，指令1#不執行保護動作。在此基礎之上，2#能夠將所檢測到的流過2#開關位置所對應的電流參數與由3#所檢測到的3#開關位置對應電流參數進行綜合比較，分析其是否能夠與上文中所述④判據式相吻合。按照上述方式，不難確定：整個智能配電網的運行故障出現BC段線路2#下的保護動作。

同樣如圖1，在CD段線路中k2節點發生運行故障的情況下，1#～5#均不會執行相應的保護動作。而對于6#而言，其能夠將所檢測到的6#開關位置電流參數與自7#所傳輸的有關7#開關位置電流參數進行綜合比較。在判定其符合智能配電網運行故障判據條件的情況下，將智能配電網的運行故障范圍定義在CD線路當中。還需要特別注意的一點是：結合圖1來看，考慮到6#以及7#開關均屬于分段式開關，從而導致其在整個智能配電網的實際運行過程當中，無法實現對故障電流的可靠性分段處理。按照此種方式，6#能夠直接面向4#發送直跳操作指令，從而將4#斷路器控制位斷開狀態，由此使得整個智能配電網中的其他保護均無法滿足上述②、③、④中對于動作保護及控制的判據要求，從而避免其他保護發生誤動動作。

從上述分析當中不難發現：對于建立在分布式電源接入基礎之上的整個智能配電網而言，無論是涉及到本線路段或是相鄰線路段的運行故障而言，電流差動保護及速斷保護優勢均能夠得到可靠性發揮，從而確保智能配電網的運行安全。

4 結語

配電網的智能化發展可以說是現階段電網建設的主流性發展趨勢。對于我國而言，如何實現智能配電網的高效性、經濟性、綜合性以及系統性發展，已成為現階段相關工作人員最為關注的問題之一。為最大限度地保障智能配電網在運行過程中的安全性與穩定性，就要求提高保護與控制的工作質量。總而言之，本文針對有關面向智能配電網的保護與控制相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

參考文獻

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【關鍵詞】農村配電；電力系統；繼電保護

引言

電力產業是我國民經濟的基礎產業，對國家的發展與壯大具有重要作用。農村電網配電系統由于其覆蓋的地域極其遼闊、而且地形也非常復雜，運行環境復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不能完全避免的。本文主要從農村配電網的現狀，繼電保護的原理及類型，農村配電系統繼電保護的主要措施，繼電保護的維護措施和加強繼電保護的技術改造這幾部分，簡單介紹了對農村配電網繼電保護的簡單介紹。使讀者對農村配電網有簡單的了解。

一、農村配電網的現狀

在農村配電網中，大多數負荷是感性負載，異步電動機，感應電爐，交流電焊機，日光燈等設備占據主要地位。農村電網主要以中低壓電網為主，一般都采用35KV以下的電壓，電壓等級的電網在網絡結構、整定原則和管理方式等方面都和城市有較大的差異。而且由于農村較少有工廠及商場等耗電較大的單位，農村的用電設備主要是農田耕作時需要的設備和家用電器較多，并且農村地廣人稀，居住較分散。種種原因導致了農村用電距離分布廣，且需求電壓不大，而且季節性很強。在農耕和收獲時節，電量需求較大，農閑時則需求較少。

二、繼電保護的原理及類型

繼電保護裝置就是在供電系統中用來對一次系統進行監視，測量控制和保護的自動裝置。它主要包括互感器及變換器、電網相間短路的電流電壓保護、電網相間短路的方向電流保護、電網的接地保護、電網的距離保護、電網的差動保護、電動機保護和電力電容器保護等。

三、農村配電系統繼電保護的主要措施

繼電保護是任何一個配電系統中最基本的繼電保護類。首先是電流速斷保護對于反應于短路電流幅值增大而瞬時動作的電流保護，就是電流速斷保護。電流速斷保護具有簡單可靠，動作迅速的優點，因而獲得了廣泛的應用。缺點是不可能保護線路的全長，并且保護范圍直接受運行方式變化的影響。當系統運行方式變化很多，或者被保護線路的長度很短時，速斷保護就可能沒有保護范圍，因而不能采用。但在個別情況下，有選擇性的電流速斷也可以保護線路的全長。其次是限時電流速斷保護，由于有選擇性的電流速斷保護不能保護本線路的全長，因此可考慮增加一段帶時限動作的保護，用來切除本線路上速斷保護范圍以外的故障，同時也能作為速斷保護的后備，這就是現實電流速斷保護。對這個保護的要求，首先是在任何情況下能保護本線路的全長，并且具有足夠的靈敏性；其次是在滿足上述要求的前提下，力求具有最小的動作時限；在下級線路短路時，保證下級保護優先切出故障，滿足選擇性要求。再次，定時限過流保護，作為下級線路主保護拒動和斷路器拒動時的遠后備保護，同時作為本線路主保護拒動時的近后備保護，也作為過負荷時的保護，一般采用過電流保護。四、繼電保護的維護措施

繼電保護裝置作為在電力系統中的重要部分，發揮著重要作用，其檢修與維護的質量直接關系著供電安全和供電質量。而廣西電網公司繼電保護事故措施也為我們的工作敲響了警鐘。嚴重影響著人民群眾生產生活的順利進行。因此，提高繼電保護運行的可靠性無疑具有重要的意義。要確保繼電保護的驗收和日常操作能夠合理進行。

繼電保護調試完畢，應做好全面的驗收工作，然后提交驗收單由相關生產管理單位組織檢修、運行、生產等部門進行保護整組實驗、開關合跳試驗，合格并確認拆動的標志，接線、壓板已恢復正常現場文明衛生清潔干凈之后，在驗收單上簽字。進行整定值或保護回路與有關注意事項的核對，并在更改簿上記錄保護裝置變動的具體情況更改負責人，值班負責人簽名。保護主設備的改造還要進行試運行或試運行試驗，如：差動保護更換，就應作六角圖實驗合格，方可投運。

四、加強繼電保護的技術改造

電力作為當今社會的重要能源，對國民經濟和人民生活水平起重要作用。繼電保護是建立在電力系統的基礎之上的，它的構成原則和作用必須符合電力系統的內在規律。繼電保護自身在電力系統中也構成一個有嚴密配合關系的整體，從而形成了繼電保護的系統性。

針對直流系統中，直流電壓脈動系數大，多次發生晶體管及微機保護等工作不正常的現象，將原硅整流裝置改造為整流輸出交流分量小、可靠性高的集成電路硅整流充電裝置。針對雨季及潮濕天氣經常發生直流失電現象，首先將其升壓站戶外端子箱中的易老化端子排更換為陶瓷端子，提高二次絕緣水平。其次，核對整改二次回路，使其控制、保護、信號、合閘及熱工回路逐步分開。在開關室加裝熔斷器分路開關箱，便于直流失電的查找與處理，也避免直流失電時引起的保護誤動作。對缺陷多、超期服役且功能不滿足電網要求的35KV以下線路保護的要求時應時更換微機線路保護。從而保證了保護裝置的正常運行，達到提高系統穩定的作用。技術改造中，對保護進行重新選型、配置時，首先考慮的是滿足可靠性、選擇性、靈敏性及快速性，其次考慮運行維護、調試方便，且便于統一管理。

結束語

由于近幾年來農村的經濟和文化發展迅猛，農村漸漸出現了一些小型的工廠，而且國家扶持農村，發展農村的力度也不斷增強。國家政策的不斷要求和企業對自身企業競爭力和品牌效應的要求，使得電網公司在技術飛速發展和市場需求不斷增長的雙重促進下，電力系統的發展已經將農村的電網建設提升到十分重要的地位。由于農村的城市化進程逐漸加快，農村對電壓及電量的需求也在不斷提高。電網安全運行對繼電保護提出的要求也越來越苛刻，如何保障農村電網的穩定運行。提高農村電網的安全性和可靠性，農村電網部門應根據不同的條件與環境進行完善的電網繼電保護工作，為人民生活提供有利的保障。為農村經濟的快速發展助力。

參考文獻

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【關鍵詞】GIS；電流互感器；電壓互感器；繼電保護

21世紀是經濟和社會持續高速發展的時期，僅僅依靠傳統的人工管理已經不能夠滿足配電網建設的需求，也不能夠保證其安全運行。對于之前手工與計算機處理并存的模式已經成為限制電力企業進一步發展的重要瓶頸，隨著科技的不斷發展和進步，利用GIS技術來解決配電網的相關管理問題已經成為切實可行的基礎和原則。對于國內企業而言，為了進一步的提高電力企業的市場競爭力，擴大電力企業的份額，應該不斷的推動電力行業的信息化程度，加強對電力企業計算機管理系統的應用和改造。

1 繼電保護裝置在變電站中應用的概況

繼電保護裝置對于高壓電網的安全以及其穩定的運行有著很重要的作用，隨著我國電力系統規模的日益擴大，等級不斷的提高，系統運行的方式與網絡結構的日趨復雜，對于變電保護的要求也就隨之不斷的增高。傳統的電磁以及其電磁感應的原理在對其變電站的保護上，存在著許多缺點，比如：動作速度較慢、抗震的性能較差、靈敏度也比較的低等。晶體管繼電保護裝置也存在著不少的缺點，比如：數據的判斷不準確、抗干擾的能力較差、裝置的本身質量不是很穩的等。

隨著計算機技術的快速的發展，大規模的集成電路技術也得到了快速的發展，微型計算機與微處理器也進入到了實用化的階段，微機保護也開始逐漸的實用。微機繼電保護裝置是以微處理器為基礎的一種數字換處理的方式，其使用不同的軟件模塊來實現其各種功能。微機繼電保護裝置的發展速度很快，其應用的范圍也很廣泛，功能也比較的強大。特別是在變電站的保護功能上，采用不同的裝置可以實現不同的保護的功能，另外其還可以實現以前難以實現的保護的功能，隨著科技的不斷的發展，更多先進的技術將會應用在變電站的保護中。

2 變電站電力系統對繼電保護裝置的要求

隨著繼電保護裝置自身功能的快速發展，電力系統對于繼電保護裝置也有了新的嚴格的要求，電力系統對于繼電保護裝置最基本的要求是，要有一定的可靠性、快速性、靈敏性以及選擇性。其可靠性主要強調的是其保護的裝置在電力系統出現故障的時候必須有可靠的動作產生；快速性就要強調的是在發生故障的第一時間之內要產生相應的動作，這樣對于繼電保護裝置最基本的要求，因為地理系統的故障會隨之時間的延長而增加其破壞性，所以應該在最短的時間內采取防范的動作；靈敏性則主要是要求繼電保護裝置反應要靈敏并且要快速，動作作用的范圍要準確，能夠正確的反映出故障的范圍，盡量的減少停電的面積；選擇性最要強調的是繼電保護裝置不能發生誤動的現象，也就是指不能發生失誤操作。所以，為了保障電力系統安全的運行，繼電保護裝置的應用是非常必要的，這樣可以有效的保障電力系統的安全運行。

3 GIS技術在綜合自動化變電站的具體應用

由于在實際生活中，對于配電網的管理具有比較明顯的空間分布特性，即將發電、輸電、變電、配電和用電這五大資源均勻的分布在遼闊的空間區域內，從而使得電力企業管理電網的核心對象轉向為空間數據。采用GIS技術，可以有效的利用地理信息系統可視化的管理空間事物的長處，把系統中的各類數據抽象成點、線和面這三大類，從而為電力企業提供了一個在地理信息維護與管理基礎之上的平臺。總而言之，GIS技術在配電系統的基本應用展現為以下幾個方面：

采用GIS技術能夠轉變傳統紙制圖冊和表格的資料管理形式，能夠更加靈活有效的展現數據統計的結果。在結合用戶需要的基礎上實時的改變臺賬的表格結構，并且合理的打印各條線路與各個地區的電網分布圖，從而有效的聯系和結合配電網絡中的圖形和數據庫信息以及地理信息，將供電設施與網架結構有效的結合與聯系起來，使相關管理部門能夠及時有效準確的掌握配電網的空間分布狀況，來更好的實現對設備的日常運營與維護。

4 使用GIS綜合自動化變電站繼電保護分析措施的有效影響

二十一世紀是經濟和科技高速發展的時期，是對傳統技術進行更新換代的時期。目前而言，GIS綜合自動化變電站是未來城市變電站要建設和發展的趨勢，因此會在不久的將來越來越普遍地出現。隨著科技的發展與進步，GIS綜合自動化變電站也很有可能呈現出不同的特點，因此它的繼電保護施工也會出現許多的不同，這就在客觀上需要我們電力工作者能夠與時俱進，不斷的學習新的知識和相關技術，從而在施工中不斷的發現新的問題，去解決問題。本文所探討和研究的只是本人在施工中遇到的問題和已經獲得的經驗體會，也是GIS綜合自動化變電站在施工中比較典型和特殊的，因此具有很好的借鑒意義。隨著經濟的發展和社會的不斷進步，綜合自動化變電站的繼電保護分析技術也在不斷的發展進步。根據現實應用情況，要不斷的推廣和擴大GIS技術在自動化變電站的繼電保護的作用和影響，從而從根本上克服傳統電氣圖紙在管理方式上的缺陷。這樣不僅大大的減少了電氣工程師的工作量，使其得以從復雜的電氣圖紙中脫身，而且大大的縮短了電氣工程師處理故障的時間，為實現經濟節約型和環境友好型現代社會以及社會主義和諧社會的建設做出了重要的貢獻。

5 結束語

對于電力企業而言，不斷的推廣和應用GIS技術，不僅適應了我國電力系統的實際需求，而且也是供電企業提高自己市場競爭力的關鍵措施，是適應競爭不斷激烈的市場經濟的重要表現。因此電力企業要采用先進的GIS技術，不斷的完善和改進基本服務設施，從而對電力營銷業務的制度、相關工作流程和服務項目進行全員和全方位、全過程的規范化和優質化的整合更新。可是由于國內電網結構和管理模式與國外的差異，不能夠完全照搬外國的技術和設備，應該結合具體實際，針對我國電力企業實際的發展需求，來研發出適合自己的GIS技術。從而為全面綜合的提高供電企業的綜合管理水平，建設社會主義和諧社會而努力！

參考文獻：

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