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摘要:配电网作为电力系统的重要组成部分,配电网运行状况直接影响着电力系统的正常运行。配电网继电保护是确保配电网正常运行的重要举措,但是随着电力系统的发展配电网自动化继电保护也逐渐实现,但是由于诸多方面的影响,导致配电网自动化继电保护现状并不是很乐观。本文针对基于供电可靠性的配电网继电保护规划的研究,结合理论实践,在简要阐述的配电网继电保护规划原则的基础上,深入分析了配电网继电保护配置,并提出了基于供电可靠性的配电网继电保护规划的措施。得出科学合理的做好配电网继电保护配置和规划,是提升供电可靠性关键的结论,希望对相关有一定帮助。
关键词:供电可靠性;配电网;继电保护;配置规划
前言:随着我国社会主义市场经济的不断发展繁荣,人们的生产生活对电量的需求日益增长,为了使用户获得优质安全的电量,并不断满足整个电网的发展变化需求,就需要及时的更新电力系统,而在实际工作中,电网系统的安全有效运行需要继电保护装置予以保障。在配电网智能化和信息化的背景下,对供电系统配电网继电保护装置运行的可靠性和安全性提出了更高的要求,但配电网继电保护规划具有很强的系统性和综合性,如何实现合理化和规范化的规划是目前各大供电企业需要着重解决的问题。我国对此方面的研究还不够深入,因此,本文对配电网自动化继电保护技术的实践研究就显得非常的有价值。
一、继电保护技术在配电网运行中运用的重要性
在整个电网的操作运行当中,相关的电力系统元件出现故障的时候,继电保护装置会发出一系类的指令,比如将发生故障的元件与其相邻的元件进行跳闸处理。最终在第一时间使得故障元件与其相邻的元件很好的隔离,既能够保护故障元件相邻的元件,同时,还能够尽量的减少损失,降低对人员造成的伤害。在具体操作中,一旦电网系统发生故障,第一,继电保护装置会立即发出报警信号;第二,继电保护装置还能够根据不同元件故障发出不同的报警信号,方便调度人员在第一时间知道具体发生故障的原因。第三,在发生具体的故障时,继电保护装置能够迅速将发生故障的元件与正常运行的元件进行很好的隔离处理,保障正常元件的运行,进而缩小事故范围;第四,继电保护装置还能够对某些故障进行自动处理,减少调度人员工作量的同时尽快使得配电网系统能够正常运行;最后,在配电网系统运行中,继电保护装置还具有一定的监控功能,因为,它在正常运行过程中,能够实时的对设备的电流、电压运行情况进行反应,进而方便工作人员及时了解各个设备的工作状态。总而言之,继电保护自动化装置对于整个配电网系统正常运行都具有非常重要的作用,其是配电网系统重要组成部分。
二、配电网继电保护规划配置原则
第一,对于供电半径较长、沿线短路电流差异明显,具备三段式过流保护配合条件的馈线,可在适当位置配置若干级三段式过流保护,并与变电站出线断路器形成保护配合。因为三段式过流保护性能优越,应作为首选,而供电半径较长、沿线短路电流差异较明显的馈线往往能够满足多级三段式过流保护配合的条件。第二,对于馈线末端短路电流低于馈线首端负荷电流的情形,可将该馈线分段并在合适的位置配置多级三段式过流保护。在这种情况下,沿线短路电流差别显著,具备多级三段式过流保护配合的条件,并且必须分段配置多级三段式过流保护,否则末端发生相间短路故障时可能会失去保护而不能切除故障。第三,对于架空线路或架空–电缆混合线路,可配置带电后自动重合闸功能,对于分布式电源接入容量较低馈线的重合闸延时时间可设置为0.5s,对于分布式电源接入容量较高馈线的重合闸延时时间可设置为2.53,目的在于确保在重合闸之前,馈线上的所有分布式电源能够可靠脱网。第四,馈线上配置继电保护的开关应采用断路器,其余馈线开关均可采用负荷开关。第五,对于两级级差配合的电流保护,变电站出线断路器延时速断保护的延时时间可设置为T;在具备配合条件且故障率高、故障修复时间长的分支线可配置断路器和电流保护,延时时间设定为0s,电流定值按躲开其下游最大负荷以及励磁涌流设置,实现分支线故障选择性切除。该配合模式下分支线上配置的电流保护的电流定值不受馈线运行方式的影响。
三、配电网继电保护规划中存在的问题简析
(一)配电线路规划不合理
配电网的配电线路上存在的问题对继电保护有着很大影响,包括电网线路规划不科学,电源点与负荷中心相隔太远,电能输送距离远、供电效率低;配电线破损、老化,降低配电线的绝缘性、线路阻值变大,严重情况下还会导致电能外泄。除此之外,还有线路横截面与实际输送电能不匹配,致使线路处于不良运行状态;线路电能耗损过高,降低配电效率和质量等等问题。在配电设备上,还存在配电变压器和负荷中心距离过大,配电电压器耗能高、容量和负荷不陪配等问题。
(二)用电负荷增大
城市化进程不断加速,城市人口的数量与日俱增,生活和生产用电量也越来越多,导致城市用电负荷持续增大,显著加大了供电企业的运营压力。而供电流程数越多,供电系统的负荷量将会更大,在此情况下,电网中配电设备和电表出现故障的概率也在不断提高。除此之外,城市配电网管理力度不够大也是导致用电负荷增大的一大原因,包括对偷电、违规用电的用户没有给予适当的管理和处罚等,都使得配电网的用电负荷增大。
(三)线路故障
配电网的规划建设是一项涉及多个领域知识和技术的工程,因此配电网的规划建设质量在很大程度上取决于当地的实际环境和技术条件。无法统一配电网规划建设的质量,使得很多配电网建设中线路故障问题越来越频繁,导致配电网的运行过程中可靠性和安全性得不到保障。一旦配电网运行过程中外界出现恶劣天气,将会在很大概率上导致线路的故障。其中主要原因是我国配电网线路的建设普遍采用架空形式,在正常环境中架空的构造拥有很大的安全性,可是一旦暴雨、冰雹、飓风等气候出现,极有可能引发线路故障,导致电能的输送不稳定、不安全。不仅如此,线路故障后也很难进行修复,进一步对线路运行的安全性和稳定性造成不良影响。
四、基于供电可靠性的配电网继电保护规划策略
(一)借助智能配电网的信息化,提升继电保护性能
继电保护的性能在很大程度上取决于互感器的传输性能,因此,保障互感器的运行可靠性,提升互感器的传输性能,对于保障继电保护工作的质量有着重要意义。随着配电网的智能化,继电保护工作已经完全不同于以往,在信息技术下,继电保护工作可以更加大胆,不用担心互感器过饱和、二次回路短路等问题。
(二)积极应用新技术和新思想,保障高继电保护质量
在智能配电网建设过程中,积极应用风能、太阳能等新技术对于提高继电保护质量也有着重要意义。在智能配电网下,各项新技术的能够被灵活应用,配电网的智能化改变了以往线路出现故障会停止运行的弊端,且为各项新技术的应用提供了重要基础。除了新技术的应用,新思想的应用也必不可少。例如目前在继电保护中应用越来越广泛的自适应保护思想,这种思想在以往的配电网中,只能分析和调控线路的运行情况,作用单调且适应范围小、灵活度不够高。由于传统配电网没有智能化,整个配电网的信息和状态得不到实时的精准监测,获取到的信息存在延迟且精准度不够高,不能为继电保护的自适应思想提供重要的参考依据。
小结:总而言之,电力企业应加大继电保护设备资金投入力度,配备完善的设备,改变以往的管理理念,制定责任机制并贯彻落实,对工作人员操作行为进行约束,同时加强继电保护管理,加大继电保护监督力度,做到及时发现问题及时处理解决,从而提高配电网自动化继电保护安全性、可靠性,进一步保证电力系统正常运行。
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