谢晓芳
内蒙古自治区锡林郭勒盟二连浩特市 二连浩特供电局 内蒙古自治区 011100
摘要：分析了继电保护的原理和配电自动化的可行性，深入研究了相关方案，并结合实际案例进行了测试，以供参考。
关键词：继电保护；配电自动化；故障隔离
1配电自动化的继电保护原理及可行性
1.1继电保护原理
继电保护具有重要的安全意义，在电路本身发生故障时能够快速动作，达到保护基本区域的目的。正常情况下，故障电流差异明显，可采用三级保护措施，按电流本身定值和上下配合方式运行，有效达到保护选择目标和效率要求。在线路施工距离相对较短的城市配电区域，当故障发生时，继电保护可以以保护延时的形式相互配合，有效解决了故障切除问题，进一步提高了安全性能[1]。
在线路类型为110kV/10kV的情况下，如果装置容量为50MVA，则整体短路电压百分比为15.5%，内电感为0.31ω，10kV线路本身阻抗达到z = 0.17+j0.33ω/km。通过将电压本身的系数设置为1.1，并忽略绕组电阻状态和后续系统阻抗的影响，可以获得短路情况下的最大电流变化趋势(图1)。通过分析图中的变化趋势，可以认为短路电流幅值与故障本身的距离成反比。当故障发生在出线区时，短路电流会迅速下降，当故障发生在偏远地区时，整体变化相对平稳。因此，在线路距离较短的情况下，应采用二次保护措施，通过时差信息达到良好的继电保护目标。此外，如果线路长度大于1公里，应使用中间断路器，以确保达到预定的效果。在与配电自动化配合的技术方案中，支路开关、用户开关和变电站出口短路装置应配合使用，以降低故障出口越级的可能性，达到选择性停机的效果，削弱故障造成的损害。
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1.2配电自动化的可行性
常规配电自动化方案主要分为就地控制、集中控制和分散控制三种。分布式策略主要通过馈线设备之间的信息交换实现快速定位问题区域、自动隔离和恢复原始状态的功能；集中控制和局部控制的应用时间处于微小状态，与分布式策略相比存在效率劣势。采用分布式配电自动化，可以瞬间完成故障隔离操作，可以有效增强系统本身的运行稳定性，减少问题造成的破坏[2]。因此，常规配电自动化主要采用分布式控制模式。
在这种模式下，分段开关应与断路器的应用相结合，直接切除故障区域，达到损坏控制的效果。同时可以有效提高供电抢修效率，降低后续经济损失规模。在分布式操作类型中，自动化分为两种方式，即协作和代理。通过规划几个智能终端，协同策略可以达到协同的效果，在故障发生时快速完成定位操作、隔离和恢复；代理模式需要由单个智能终端操作，整体应用效率较高，但安全性较差。智能终端一旦出现问题，就会导致自动化进程失败，严重损害应用效果。
例如，图2示出了架空混合线路，其中QF1和QF2属于出线短路装置，Q1、Q4、Q5、Q8和Q9是主线段的开关装置，Q2和Q6具有支线开关的功能。Q3和Q7可以起到用户边界开关的作用，QL可以控制接触开关的状态。f区出现故障问题时，终端FTU6可以利用附近馈线信息交换通道获取FTU1、FTU2、FTU3的基本信息，从而达到监测故障电流的目的。如果FTU4没有发现任何故障，可以确定发生区域在Q4和Q5内。此时代理终端设备将操作Q4、Q5打开开关，确认断开后才会显示隔离成功的提示内容。
2继电保护与配电自动化协同故障隔离方案
开关配置。继电保护和配电自动化配合工作时，出口区断路器应采用双重保护策略。在此过程中，第一层保护针对近端故障现象运行，基本时限保持在0S，第二层保护与变配电装置一起运行，运行时限保持在0.5S，通过FTU配置。主线需要配备二级速断保护装置，第一次限于0.3S，第二次为0S，超范围动作设置为0S，这也是FTU配置的。分支开关应有电流ⅱ保护措施，配合出口区的ⅱ保护。通过配置重合闸，可以达到无电压无电流关断的效果。用户边界开关的时间配置应为0.1S，电流应定期限制，以保证快速断开[3]。
隔离措施。如果出现电路故障，应根据电路本身的差异进行深入研究。例如，在主线故障的情况下，如果该区域处于近端状态，则第一段保护将迅速进入运行状态，整个故障区域将得到控制并有效接通。如果关闭操作没有正确完成，目标区域将被加速跳闸隔离。当故障发生在出口短路装置的远端区域时，主要有两种情况:一种是断路器上游开关和下一个开关的范围故障，在这种情况下，需要通过开关配置的方式快速切断电流，以达到保护系统的目的；第二种情况，可以将保护区的线路开关设置为0S，这样在永久性故障的过程中，故障点可以立即跳闸，然后接触开关可以判断问题区域，启动自动处理流程。这个过程可以通过终端设备分析区域故障问题，快速确定位置，远程跳闸，达到故障隔离的目的[4]。
3案例分析结果
根据图2的分析，出口区的短路装置采用相应的开关配置方式可以达到双重保护的效果。初始设置时间为0S。当保护端附近小于1km的区域发生故障时，双保护可以以0.5S的速度快速控制故障区域，达到隔离目标。如果位置故障不同，则应处理相应的点。基本点如图3a \ b \ c所示，K1点发生故障时，Q3区将运行0.1s左右，可有效控制瞬时故障。如果合闸有问题，开关会直接跳开，有效切除故障区域，如图3a所示。如果边界开关下游区域出现问题，不会影响主线状态，安全性好。当K2失效时，Q4和Q5会立即进入反应状态，如图3b所示。此时，代理设备QL将通过自动拓扑方法获取Q8点的故障信息，然后操作Q4自动接通。该方法能有效完成故障隔离，为后续开发提供了很好的帮助。接触开关QL闭合，可以恢复下游区域的供电状态，如图3c所示。
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关闭，Q8跳闸，
QL关闭，恢复
下游供电
综上所述，继电保护与配电自动化配合的技术方案具有良好的适应性，能够在各种故障情况下快速实现控制目标，有效隔离问题区域，保证系统的稳定性和安全性。因此，在今后的建设过程中应注意该方案的应用，进一步提高整体电网活动效果，实现良好的发展目标。
参考文献
[1]谢芮芮,张培忠,徐铭铭.配电自动化与继电保护配合的配电网故障处理[J].通信电源技术,2018,9.
[2]边诚,张善恺,隋天时.继电保护配合提高配电自动化故障处理性能[J].百科论坛电子杂志,2018,8.
[3]马腾,李继攀,韩岩.配电网自动化继电保护技术实践[J].科研,2016,11.
[4]孙宏伟.配电网自动化继电保护技术探究[J].城市建设理论研究(电子版),2016,15.