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摘要：近年来，很多国家的一些大城市都发生大范围停电事故影响了社会正常生活秩序，造成了巨大的经济损失。所以人们非常关注城市配电网的可靠性。为了避免线路发生故障，消除事故隐患及线路缺陷，运行人员要对线路事故发生的规律性进行掌握，并制定相应的方案进行预防或消除，努力使停电面积缩小，缩短停电时间，确保配网经济可靠运行，稳定供电。
关键词：继电保护；配电自动化；故障处理
0前言
智能电网中配电自动化是其重要的组成部分，配电网故障处理是配电自动化的关键内容，提高配电自动化对供电可靠性、供电能力以及电网实现经济高效运行具有非常重要的意义。
有些供电单位馈线开关采用断路器，其理由是线路发生故障时，离故障点最近的断路器可以马上跳闸使故障电流遮断，从而避免由于局部故障而影响整条线路的正常供电。然而实际上，发生故障后由于各级开关保护配合的问题而出现越级或多级跳闸等情况。另外很难判别故障到底属于永久性还是暂时性，为了预防以上情况的出现有些供电单位的馈线相关直接采用负荷开关。尽管这样可以防止出现多级跳闸，另外也容易判别故障是属于永久性还是暂时性，然则这样做的话，只要馈线任何一处发生故障都会导致全线短暂停电，进而提高用户停电频率。
1 配电网多级保护配合
对于开环运行农村配电线路具有较长的供电半径及较少的分段数的情况，线路出现故障时，故障位置上游各个分段开关处的短路电流差异较大，可以运用电流定值与延时级差配合的方式，对故障有选择地快速切除，实现多级保护配合。
对于开环运行城市配电线路半径不长或者开环运行农村配电线路分段数较多在线路出现故障时，故障位置上各个分段开关处的电流差异不大，不能够根据开关的不同而分别设定不一样的电流设定值，这个时候要切除故障则要依靠保护动作延时时间级差配合来实现。
为了避免系统因短路电流而受到冲击，设置变电站变压器低压侧开关的过流保护动作时间最小为500毫秒，为了减少上级保护整定值造成的影响，要在这段时间安排多级级差保护的延时配合。
目前设置馈线开关为0秒保护动作延时，在100毫秒内可以将故障电流快速切断。如果将熔断器或者过流脱扣断路器设置在馈线分支开关或用户开关时，由于励磁涌流远小于主干线开关，可以对脱扣动作电流阈值适当加大，这样就不需要采取延时措施避开励磁涌流，所以过流脱扣分支断路器或熔断器的故障切除时间更快，但要人工恢复是分支线或用户侧熔断器，对于暂时性故障处理不利，所以不推荐配电自动化的馈线上采用这种方式。出于对时间裕度的考虑，变电站10kV出线开关的保护动作延时时间可以设置200至250毫秒，跟变电站变压器低压侧开关依然保留250至300毫秒的级差，这样可以保证一定的选择性使两级级差保护配合得以实现。
2 多级级差保护与集中式故障处理的协调配合
2.1两级级差保护下的集中式故障处理
故障在主干线路发生后，根据不同的主干线线路类型对于集中式故障处理策略如下：
如果主干线是全架空馈线，发生故障后，变电站出线断路器跳闸将故障电流切断。延时500毫秒后，变电站出线断路器重合如果成功就说明是暂时性故障，否则就是永久性故障。主站分析各个开关的故障信息对故障区域进行判断。故障如果是暂时的就要在暂时性故障处理记录存入相关信息；如果故障是永久性的，就要对故障区域进行隔离，对故障区域周边开关遥控分闸，并对相应变电站出线断路器和联络开关合闸进行遥控使正常区域供电恢复正常。在永久性故障处理记录中存入相关信息。
如果主干线是全电缆馈线，在发生故障以后就认定为永久性故障，变电站出线断路器跳闸，将故障电流切断。主站根据各个开关的故障信息对故障区域进行判断。为了对故障区域进行隔离，对相应环网柜中的故障区域周边开关进行分闸遥控，同时通过合闸遥控对健全区域供电进行恢复。
故障发生在分支（用户）线路或者用户处，相应的分支（用户）断路器就会跳闸，将故障电流切断。如果跳闸分支（用户）断路器所带支线是架空线路那么迅速重合闸控制开放，延时500毫秒后重合相应断路器，如果成功就说明故障是暂时的，否则就是永久性故障。如果跳闸分支（用户）断路器所带支线是电缆线路就说明故障是永久性。
2.2 三级级差保护下的集中式故障处理策略
三级级差保护的典型配置采用永磁操动机构和无触点驱动技术有以下三种形式：
（1）变电站110kV 出线开关、馈线分支开关与用户开关形成三级级差保护，如图1。用户开关B1至B4设定保护动作延时时间为0秒；设定A5及A6馈线分支开关保护动作延时时间为100至150毫秒；设定变电站出线开关保护动作时间为250至300毫秒。
图1 三级级差保护配置情形1
（2）变电站110kV 出线开关、某个馈线分段开关与馈线分支开关形成三级级差保护，如图2。设置A5、A6、A7馈线分支开关的保护动作延时时间为0秒，馈线分段开关A2为100至150毫秒，变电站出线开关为250至300毫秒。
图2 三级级差保护配置情形2
（3）变电站110kV 出线开关与环网柜出线开关以及中间某一级环网柜的进线开关形成三级级差保护，如图3。对于保护动作延时时间统一设置环网柜出线开关B1至B12为0秒，中间开关A4为100至150毫秒，变电站出线开关为250至300毫秒。
图3 三级级差保护配置情形3
三级级差保护下的集中式故障处理策略相似于二级级差保护的情况，在此不再叙述。
3多级级差保护与电压时间型馈线自动化的配合
基于重合器和电压时间型分段器相互配合电压时间型馈线自动化可以隔离故障及恢复健全区域。其不足之处是故障即使出现在分支线上也会使变电站出线断路器跳闸使全线出现短暂停电。通过两级级差保护与电压时间型馈线自动化配合可以对上述问题进行解决。其配置原则是：以重合器作为变电站110kV 出线开关并设置保护动作延时为200至250毫秒；设置电压时间型分段器为主干馈线开关；采用断路器作为用户开关或分支开关并设置保护动作延时时间为0秒及延时时间为500毫秒的一次快速重合闸。
进行配置后，主干线出现故障其处理过程跟常规电压时间型馈线自动化的处理过程一样；而故障发生在分支或者用户干线上，断路器先出现跳闸现象，延时500毫秒后重合，如果是暂时性故障就可以使供电恢复正常，如果是永久性故障就会再次跳开，使分闸状态闭锁，从而将故障隔离。这样分支或用户发生故障基于两级级差保护与电压时间型馈线自动化配合方式下不会发生全线停电。
4结束语
多级差保护与集中式故障处理模式的配合可以减少故障处理的麻烦，也解决全线停电的问题。总而言之，随着配电网不断深化改造，配电网智能化配合技术的发展以及推广运用大大提高了配网的安全性及可靠性。
参考文献
[1]张志华.配电网继电保护配合与故障处理关键技术研究[J]西安交通大学2012（11）
[2]刘健，倪建立，杜宇.配电网故障区段判断和隔离的统一矩阵算法[J]电力系统自动化2007（09）
[3]赵立文，万鹏.浅析电网操作和新间隔投运等过程中的继电保护问题[J]广东科技2009（08）
[4]刘健，张志华，张小庆，郑剑敏.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J]电力系统保护与控制2011（16）
[5]李金英.浅谈电力系统配电自动化及其对故障的处理[J]成都电子机械高等专科学校学报2003（04）
关键词：继电保护；配电自动化；故障处理
0前言
智能电网中配电自动化是其重要的组成部分，配电网故障处理是配电自动化的关键内容，提高配电自动化对供电可靠性、供电能力以及电网实现经济高效运行具有非常重要的意义。
有些供电单位馈线开关采用断路器，其理由是线路发生故障时，离故障点最近的断路器可以马上跳闸使故障电流遮断，从而避免由于局部故障而影响整条线路的正常供电。然而实际上，发生故障后由于各级开关保护配合的问题而出现越级或多级跳闸等情况。另外很难判别故障到底属于永久性还是暂时性，为了预防以上情况的出现有些供电单位的馈线相关直接采用负荷开关。尽管这样可以防止出现多级跳闸，另外也容易判别故障是属于永久性还是暂时性，然则这样做的话，只要馈线任何一处发生故障都会导致全线短暂停电，进而提高用户停电频率。
1 配电网多级保护配合
对于开环运行农村配电线路具有较长的供电半径及较少的分段数的情况，线路出现故障时，故障位置上游各个分段开关处的短路电流差异较大，可以运用电流定值与延时级差配合的方式，对故障有选择地快速切除，实现多级保护配合。
对于开环运行城市配电线路半径不长或者开环运行农村配电线路分段数较多在线路出现故障时，故障位置上各个分段开关处的电流差异不大，不能够根据开关的不同而分别设定不一样的电流设定值，这个时候要切除故障则要依靠保护动作延时时间级差配合来实现。
为了避免系统因短路电流而受到冲击，设置变电站变压器低压侧开关的过流保护动作时间最小为500毫秒，为了减少上级保护整定值造成的影响，要在这段时间安排多级级差保护的延时配合。
目前设置馈线开关为0秒保护动作延时，在100毫秒内可以将故障电流快速切断。如果将熔断器或者过流脱扣断路器设置在馈线分支开关或用户开关时，由于励磁涌流远小于主干线开关，可以对脱扣动作电流阈值适当加大，这样就不需要采取延时措施避开励磁涌流，所以过流脱扣分支断路器或熔断器的故障切除时间更快，但要人工恢复是分支线或用户侧熔断器，对于暂时性故障处理不利，所以不推荐配电自动化的馈线上采用这种方式。出于对时间裕度的考虑，变电站10kV出线开关的保护动作延时时间可以设置200至250毫秒，跟变电站变压器低压侧开关依然保留250至300毫秒的级差，这样可以保证一定的选择性使两级级差保护配合得以实现。
2 多级级差保护与集中式故障处理的协调配合
2.1两级级差保护下的集中式故障处理
故障在主干线路发生后，根据不同的主干线线路类型对于集中式故障处理策略如下：
如果主干线是全架空馈线，发生故障后，变电站出线断路器跳闸将故障电流切断。延时500毫秒后，变电站出线断路器重合如果成功就说明是暂时性故障，否则就是永久性故障。主站分析各个开关的故障信息对故障区域进行判断。故障如果是暂时的就要在暂时性故障处理记录存入相关信息；如果故障是永久性的，就要对故障区域进行隔离，对故障区域周边开关遥控分闸，并对相应变电站出线断路器和联络开关合闸进行遥控使正常区域供电恢复正常。在永久性故障处理记录中存入相关信息。
如果主干线是全电缆馈线，在发生故障以后就认定为永久性故障，变电站出线断路器跳闸，将故障电流切断。主站根据各个开关的故障信息对故障区域进行判断。为了对故障区域进行隔离，对相应环网柜中的故障区域周边开关进行分闸遥控，同时通过合闸遥控对健全区域供电进行恢复。
故障发生在分支（用户）线路或者用户处，相应的分支（用户）断路器就会跳闸，将故障电流切断。如果跳闸分支（用户）断路器所带支线是架空线路那么迅速重合闸控制开放，延时500毫秒后重合相应断路器，如果成功就说明故障是暂时的，否则就是永久性故障。如果跳闸分支（用户）断路器所带支线是电缆线路就说明故障是永久性。
2.2 三级级差保护下的集中式故障处理策略
三级级差保护的典型配置采用永磁操动机构和无触点驱动技术有以下三种形式：
（1）变电站110kV 出线开关、馈线分支开关与用户开关形成三级级差保护，如图1。用户开关B1至B4设定保护动作延时时间为0秒；设定A5及A6馈线分支开关保护动作延时时间为100至150毫秒；设定变电站出线开关保护动作时间为250至300毫秒。
图1 三级级差保护配置情形1
（2）变电站110kV 出线开关、某个馈线分段开关与馈线分支开关形成三级级差保护，如图2。设置A5、A6、A7馈线分支开关的保护动作延时时间为0秒，馈线分段开关A2为100至150毫秒，变电站出线开关为250至300毫秒。
图2 三级级差保护配置情形2
（3）变电站110kV 出线开关与环网柜出线开关以及中间某一级环网柜的进线开关形成三级级差保护，如图3。对于保护动作延时时间统一设置环网柜出线开关B1至B12为0秒，中间开关A4为100至150毫秒，变电站出线开关为250至300毫秒。
图3 三级级差保护配置情形3
三级级差保护下的集中式故障处理策略相似于二级级差保护的情况，在此不再叙述。
3多级级差保护与电压时间型馈线自动化的配合
基于重合器和电压时间型分段器相互配合电压时间型馈线自动化可以隔离故障及恢复健全区域。其不足之处是故障即使出现在分支线上也会使变电站出线断路器跳闸使全线出现短暂停电。通过两级级差保护与电压时间型馈线自动化配合可以对上述问题进行解决。其配置原则是：以重合器作为变电站110kV 出线开关并设置保护动作延时为200至250毫秒；设置电压时间型分段器为主干馈线开关；采用断路器作为用户开关或分支开关并设置保护动作延时时间为0秒及延时时间为500毫秒的一次快速重合闸。
进行配置后，主干线出现故障其处理过程跟常规电压时间型馈线自动化的处理过程一样；而故障发生在分支或者用户干线上，断路器先出现跳闸现象，延时500毫秒后重合，如果是暂时性故障就可以使供电恢复正常，如果是永久性故障就会再次跳开，使分闸状态闭锁，从而将故障隔离。这样分支或用户发生故障基于两级级差保护与电压时间型馈线自动化配合方式下不会发生全线停电。
4结束语
多级差保护与集中式故障处理模式的配合可以减少故障处理的麻烦，也解决全线停电的问题。总而言之，随着配电网不断深化改造，配电网智能化配合技术的发展以及推广运用大大提高了配网的安全性及可靠性。
参考文献
[1]张志华.配电网继电保护配合与故障处理关键技术研究[J]西安交通大学2012（11）
[2]刘健，倪建立，杜宇.配电网故障区段判断和隔离的统一矩阵算法[J]电力系统自动化2007（09）
[3]赵立文，万鹏.浅析电网操作和新间隔投运等过程中的继电保护问题[J]广东科技2009（08）
[4]刘健，张志华，张小庆，郑剑敏.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J]电力系统保护与控制2011（16）
[5]李金英.浅谈电力系统配电自动化及其对故障的处理[J]成都电子机械高等专科学校学报2003（04）