摘　要：配電自動(dòng)化技術(shù)是服務(wù)于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造建設(shè)的重要技術(shù)，饋線自動(dòng)化是配電自動(dòng)化的主要功能之一, 饋線系統(tǒng)保護(hù)充分吸取了高壓線路縱聯(lián)保護(hù)的特點(diǎn)，利用饋線保護(hù)裝置之間的快速通信，一次性地實(shí)現(xiàn)對饋線故障的故障隔離、重合閘、恢復(fù)供電功能，將饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式從集中監(jiān)控模式發(fā)展為分布式保護(hù)模式，從而提高了配電自動(dòng)化的整體功能。該文討論了我國目前配電網(wǎng)中保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀，配電網(wǎng)饋線系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)　饋線系統(tǒng)　保護(hù)技術(shù)

　　Abstract：This paper discusses the application and development trends of China's current distribution network protection technology status quo distribution network feeder system protection technology.

　　Key words: distribution network; feeder system; protection technology

　　中圖分類號 :TM642文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

　　1　目前配電網(wǎng)中保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀

　　配電網(wǎng)的保護(hù)是集中在饋線保護(hù)上，一般認(rèn)為饋線故障的切除并不嚴(yán)格要求是快速的，不同的配電網(wǎng)對負(fù)荷供電可靠性和供電質(zhì)量要求不同，在我國，由于配電網(wǎng)保護(hù)考慮到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的原因,我國配電系統(tǒng)中線路主要采用速斷和過流保護(hù)方式,變壓器主要采用熔斷器保護(hù)方式。速斷保護(hù)線路全長,瞬時(shí)動(dòng)作切除故障,過流保護(hù)作為線路的后備保護(hù),延時(shí)0.5~1 s動(dòng)作。考慮到電網(wǎng)80%~90%的故障為瞬時(shí)性故障,采用重合閘裝置以快速恢復(fù)瞬時(shí)性故障,提高供電可靠性。

　　我國配電網(wǎng)中以上提到的幾種主流保護(hù)配置主要存在以下幾方面問題:

　　(1)電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)的前提是將整條饋線視為一單元。當(dāng)饋線發(fā)生故障時(shí)將整條線路切掉,并不考慮對非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。這對保證供電可靠性非常不利。

　　(2)依靠時(shí)間級差實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性,會導(dǎo)致故障的切除時(shí)間過長而影響設(shè)備壽命和恢復(fù)供電時(shí)間。

　　(3)保護(hù)級數(shù)太多,整定難以配合。

　　(4)線路較長時(shí),難以保證末端故障時(shí)保護(hù)的靈敏度。(5)線路過電流保護(hù)與熔斷器保護(hù)難以配合。

　　2　配電網(wǎng)饋線系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

　　配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng)，其中饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)對饋線信息的采集和控制，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)。饋線自動(dòng)化的核心是通信，以通信為基礎(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制，從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA、配電高級應(yīng)用(PAS)。同時(shí)以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理，而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電自動(dòng)化成為提供配電網(wǎng)保護(hù)與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理的全方位自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)。參見圖一所示系統(tǒng)，這種饋線自動(dòng)化的基本原理如下：當(dāng)在開關(guān)S1和開關(guān)S2之間發(fā)生故障(非單相接地)，線路出口保護(hù)使斷路器B1動(dòng)作，將故障線路切除，裝設(shè)在S1處的FTU檢測到故障電流而裝設(shè)在開關(guān)S2處的FTU沒有故障電流流過，此時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)將確認(rèn)該故障發(fā)生在S1與S2之間，遙控跳開S1和S2實(shí)現(xiàn)故障隔離并遙控合上線路出口的斷路器，最后合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)S3完成向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。

　　這種基于通信的饋線系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)以集中控制為核心，綜合了電流保護(hù)、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(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障隔離，在幾十秒到幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)供電。該方案是目前配網(wǎng)自動(dòng)化的主流方案，能夠?qū)伨€保護(hù)集成于一體化的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，從故障切除、故障隔離、恢復(fù)供電方面都有效地提高了供電可靠性。同時(shí)，在整個(gè)配電自動(dòng)化中，可以加裝電能質(zhì)量監(jiān)測和補(bǔ)償裝置，從而在全局上實(shí)現(xiàn)改善電能質(zhì)量的控制。

　　饋線系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)在很大程度上沿續(xù)了高壓線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原則。由于配電網(wǎng)的通信條件很可能十分理想。在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)的饋線保護(hù)功能的性能大大提高。饋線系統(tǒng)保護(hù)利用通信實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的選擇性，將故障識別、故障隔離、重合閘、恢復(fù)故障一次性完成，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(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(dòng)機(jī)類負(fù)荷的電能質(zhì)量;

　　(3)直接將故障隔離在故障區(qū)段，不影響非故障區(qū)段;

　　(4)功能完成下放到饋線保護(hù)裝置，無需配電主站、子站配合。

　　3　配電網(wǎng)饋線系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)的的發(fā)展趨勢

　　目前，配電自動(dòng)化中的饋線系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)較好地實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)功能。但是隨著配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及實(shí)踐，對配電網(wǎng)保護(hù)的目的也要悄然發(fā)生變化。最初的配電網(wǎng)保護(hù)是以低成本的電流保護(hù)切除饋線故障，隨著對供電可靠性要求的提高，又出現(xiàn)以低成本的重合器方式實(shí)現(xiàn)故障隔離、恢復(fù)供電，隨著配電自動(dòng)化的實(shí)施，饋線保護(hù)體現(xiàn)為基于遠(yuǎn)方通信的集中控制式的饋線自動(dòng)化方式。在配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，配電網(wǎng)通信得到充分重視，成本自動(dòng)化的核心。目前國內(nèi)的主流通信方式是光纖通信，具體分為光纖環(huán)網(wǎng)和光纖以太網(wǎng)。

　　這種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)質(zhì)上是在自動(dòng)裝置無選擇性動(dòng)作后的恢復(fù)供電。如果能夠解決饋線故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作的選擇性，就可以大大提高饋線保護(hù)的性能，從而一次性地實(shí)現(xiàn)故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個(gè)保護(hù)裝置利用快速通信協(xié)同動(dòng)作，共同實(shí)現(xiàn)有選擇性的故障隔離，這就是饋線系統(tǒng)保護(hù)的基本思想。

　　繼電保護(hù)的發(fā)展經(jīng)歷了電磁型、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型。微機(jī)保護(hù)在擁有很強(qiáng)的計(jì)算能力的同時(shí)，也具有很強(qiáng)的通信能力。通信技術(shù)，尤其是快速通信技術(shù)的發(fā)展和普及，也推動(dòng)了繼電保護(hù)的發(fā)展。系統(tǒng)保護(hù)就是基于快速通信的由多個(gè)位于不同位置的保護(hù)裝置共同構(gòu)成的區(qū)域行廣義保護(hù)。

　　電流保護(hù)、距離保護(hù)及主設(shè)備保護(hù)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(lián)保護(hù)則是利用通信完成兩點(diǎn)之間的故障信息交換，進(jìn)行處于異地的兩個(gè)裝置協(xié)同動(dòng)作。近年來出現(xiàn)的分布式母差保護(hù)則是利用快速的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)裝置之間的快速協(xié)同動(dòng)作如果由位于廣域電網(wǎng)的不同變電站的保護(hù)裝置共同構(gòu)成協(xié)同保護(hù)則很可能將繼電保護(hù)的應(yīng)用范圍提高到一個(gè)新的層次。這種協(xié)同保護(hù)不僅可以改進(jìn)保護(hù)間的配合，共同實(shí)現(xiàn)性能更理想的保護(hù)，而且可以演生于基于繼電保護(hù)相角測量的穩(wěn)定監(jiān)控協(xié)系統(tǒng)，基于繼電保護(hù)的高精度多端故障測距以及基于繼電保護(hù)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型及動(dòng)態(tài)過程分析等應(yīng)用領(lǐng)域。目前，在輸電網(wǎng)中已經(jīng)出現(xiàn)了基于GPS的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)和分散式行波測距系統(tǒng)。在配電網(wǎng)，伴隨賊配電自動(dòng)化的開展。配電網(wǎng)饋線系統(tǒng)保護(hù)有可能率先得到應(yīng)用。

　　結(jié)語：

　　隨著配電網(wǎng)改造的深入及配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，饋線系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)可能在配電網(wǎng)中得以廣泛應(yīng)用。在配電網(wǎng)饋線保護(hù)的發(fā)展過程，提出了建立在配電自動(dòng)化和光纖通信基礎(chǔ)之上的饋線系統(tǒng)保護(hù)新原理。這種新原理能夠進(jìn)一步提高供電可靠性。同時(shí)，系統(tǒng)保護(hù)分布式的功能也將提高配電自動(dòng)化的主站及子站的性能，是一種極具前途的饋線自動(dòng)化新原理