摘要：自动化配电网已经成为国家电网发展的大方向，与之对应的继电保护必须加快改进的步伐，以此来保障电网运行的安全性和稳定性。目前，继电保护在自动化配电网络中的作用不可替代，虽然还存在一些问题，但是可以通过改进的措施使之完善。本文针对继电保护在自动化配电网中的应用问题，提出了一些意见，希望能够推动我国继电保护的发展，让它为自动化电网的发展提供强有力的支持。
1继电保护和配网自动化的概述
1.1配网自动化
所谓的配网自动化是指配电系统引进质量优良的先进设备，通过通信网络，对配网进行实时监测，随时掌握网络中各元件的运行工况，故障未发生就能及时消除，还可以推动配网供电自动化脚步，自动将故障段隔离，非故障段恢复供电，通过选择合理的与本地相适应的综合自动化系统方案，在实施一整套监控措施的同时，加强对电网实时状态、设备、开关动作次数、负荷管理情况、潮流动向进行采集，实施网络管理，拟定优化方案，尽可能的提高了配网供电可靠性。
1.2继电保护
在配电系统的运行过程中，由于各种因素的影响，时常会发生系统故障，影响着电力系统的供电安全。在逐渐探讨配电系统安全保护措施中发现，有触点的继电器可以有效保护电力系统及相关电力设备等免受故障损害，故而将这种继电保护装置保护电力系统的过程叫做继电保护。
2继电保护在自动化配网中的应用
2.1 配网继电保护配置现状
早期配网保护以柱装开关、低压熔丝、智能断路器为主，难以满足电网可靠性的技术要求。主网的保护如线路光纤保护、母差保护等，由于分支线路、负荷开关等客观条件存在，同时各端保护采样时刻的同步性要求，较难以在配网大规模推广。因此，结合配网实际情况，合理规划保护配置极为重要。
（1）三段式电流保护
配电线路传统一般配备简单的三段式电流保护，或反时限电流保护，考虑保护动作时间、开关机构触头断开、故障点熄弧时间，最快在50-100 毫秒内切除故障。由于目前配电系统，往往采用多级开关串联的运行方式，为保证主网保护动作的快速性，其整定原则应保证主线路末端故障的灵敏度，多级开关串联时时间级差难以配合，无法同时具备保护的快速性与选择性。原则上，根据服从上级电网的整定要求，通过牺牲选择性来确保保护的快速性，并利用重合闸进行补救，但失去了多开关级联的优点，扩大了停电范围，降低可靠性。而事故后的紧急抢修及恢复时间，视故障情况需要 2-4 个小时。
（2）主网快速保护
配网设备主网化配置，是当前配网合环继电保护配置主流方式之一。以新加坡和广州中新知识城配电网为例，其建设方案先优化一次电网结构，采用技术改进，将配网负荷开关等改造为断路器，增加三相压变、三相流变等一次设备。在此基础上，配置光纤差动保护、简易母差保护或一体化终端。通过主网继电保护技术的移植，在配网实现故障瞬时切除，其经济投入较大，其成本高昂很多地区难以承受。
2.2继电保护在自动化配网中的应用
2.2.1智能断路器的使用
智能断路器是能够采集设备一次电压电流，具有继电保护功能，并能根据继电保护的整定值自动动作的装置。当装置一次侧通过超过继保设定值的电流，并连续超过一定时限时，则断路器自动断开，切断电流，隔离故障点。
智能断路器具有切断故障电流的功能，即有继电保护模块。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能断路器的目的在切断故障电流，尽可能地缩小停电范围，为了确保不发生越级动作，对配网线路上的智能断路器的继电保护整定值有着严格的要求，即10 kV站外线路中的第一个分段断路器需要与站内开关的保护相互配合，为了防止越级动作，站外智能断路器的动作值应小于站内开关，动作时限也应该小于站内开关。
智能断路器能自动地切断故障电流，隔离故障点，并且需要将动作情况及动作电流等数据快速准确地传输给值班人员，才能有利于快速发现故障，修复故障，恢复正常供电。这就需要解决智能断路器的三遥问题。
主网电力设备往往具有实时监控系统，而相比之下，配网设备数量庞大，且分散在各个位置，除了在变电站内的出线端具有监控以外，其他设备均不具有监控功能。10 kV配网智能断路器作为配网自动化的一项内容，要求具有监控功能，能够在发生变位信号（开关动作或电流电压突变）或区局需要查询状态时，主动将信息反馈至区局。
目前的三遥传输途径，主要分为光纤传输和无线传输，光纤传输具有可靠性高，数据及时等优点，但敷设成本高，制作难度大；而无线传输主要是通过网络运营商提供的无线通信通道，通过无线网络或短信的形式，将信息传递出去，这种方式成本低，易于安装，但可靠性较低。从总体趋势来看，光纤传输将是未来三遥控制的主力通道。
大部分供电公司现还未铺设光纤，对于目前的分段断路器项目，只能采用无线通信模式，即通过中国移动的GPRS数据通道，将动作情况、故障电流等数据传输至值班人员处。
2.2.2快速自愈功能
配网继电保护停用，利用配网自动化快速自愈功能实现电网快速恢复。2009年，国网公司开始试点配电自动化项目实施，并在北京、杭州、厦门、银川 4个城市的区域中心进行第一批试点工程。2012 年，国网公司加快了建设城市配电网的步伐，并在各地区开展示范工程建设，推广配网自动化。配网自动化快速自愈原理是在开环运行方式下，利用故障点前后的故障电流有无进行判断，实现主站、区域、终端三层自愈。在实际现场，主站层自愈应用广泛，用户平均故障停电时间降至 5 分钟以内。
（1）配网自动化的保护控制系统设计
基于配网自动化结构的特点以及其所要实现的运行目标，自动化配电网的保护和控制应有很强的自愈能力。所谓自愈，是指自我防范和自我恢复的能力，主要体现在以下2个方面：一是主要的控制手段控制预防、及时诊断和消除故障隐患；二是具有故障维修系统的条件下连续运行的能力，使用不会造成的系统的损失，并通过自主修复功能尽可能从故障供电自愈恢复是自动网络最突出的特点，一般配网自动化也往往被称为自愈电网。
（2）配网自动化保护控制研究
对于配网自动化保护控制单元来说所有的保护控制单元都具备自动判断能力以及通信能力，这完全满足人工自动领域多代理系统结构。在保护控制单元中采取多代理自动体结构，比如慎思型理性自动体结构，可以实现各个保护代理之间实现协调配合以及信息交换和；如果采取知识提取及操控语言结构，可以使得含微网配网系统保护控制具有分布计算和分布式控制的功能。就当前的形式来看，对于微电网控制模式方面主要从三个方面进行研究：基于多代理系统的分层控制模式、主从控制模式以及对等控制模式。前者更能够满足未来微电网发展的大趋势，但是该种模式在具体实施的时候难度很大，是目前微电网控制方案研究热点。此外，使用多代理自动体结构技术的保护控制系统和自动电网分层控制体系两者之间较为吻合，有可能能够灵活适应保护控制对配网网拓扑结构上的变化。
3结束语
继电保护在自动化配网中的应用能够提高配网运行水平，减少故障对配网的威胁，提高配网供电恢复率，有效控制配网的运行风险。在智能化条件下要积极研究继电保护在自动化配网中的应用，采用先进的方法，及时精准地找到故障，同时，采取措施来恢复配网的正常运转，从而提高配网的运行水平，为配网创造一个安全、稳定的运行环境。
参考文献：
[1]配电自动化建设与改造标准化设计技术规定.国家电网公司企业标准，Q/GDW 625-2011.
[2]继电保护和安全自动装置技术规程（GB/T-14285-2006）.
论文作者:冷博文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/12
标签：故障论文; 断路器论文; 继电保护论文; 电网论文; 电流论文; 动作论文; 智能论文; 《电力设备》2018年第28期论文;