摘要：配电网网络化继电保护是就地保护和远方保护相结合，在避免配电系统再次受故障干扰的情况下，能够迅速完成故障自动识别、定位、故障自动隔离、网络重构直至恢复非故障区段供电。基于国内配电网系统现状，提出配电网网络化继电保护；探讨了实现配电网网络化继电保护的关键技术。关键词：配电网网络化继电保护；故障状态差动保护；故障定位；故障隔离中图分类号：TM727.2文献标志码：B文章编号:1003-0867(2006)12-0029-02近几年来，许多国家的大城市相继发生了大范围停电事故，造成巨大的经济损失并对社会正常秩序造成严重影响。大城市的配电网可靠性因此受到很大的关注。对照世界上发生大面积停电的地区，我国电网也存在配电网网架薄弱，保护、控制措施与电网可靠性要求不适应等问题。提出配电网网络化继电保护的概念，采用阶段式保护、纵联式保护、故障状态差动保护、远方跳闸、解裂及自动适应、动态修改保护方式和整定值等措施，形成一个区域配电网的广域继电保护。基于广域继电保护的自动化配电网，具有快速定位故障点、就地处理故障、减少系统冲击、迅速恢复供电等优点。1配电网自动化系统我国目前应用的配电网自动化系统主要有两种：1.1集中智能式•立足于事故发生后的故障隔离和网络重构；•隔离、重构的判断和处理集中在配网调度系统；隔离和重构的瞬间系统对通信网络的依赖性极强；•终端设备的主要功能是采集配电系统的电参数，但缺少就地控制措施。由于受客观条件和技术手段的制约，这一代集中智能式配网自动化没能发挥预期的作用。1.2分散智能（重合器与分段器配合）方式采用具有开断与关合短路电流能力的重合器作为馈线分段开关，重合器重合次数和保护动作延时时间可以整定，通过重合器的时序配合来实现馈线故障自动隔离、自动恢复非故障区供电的功能。采用重合器组实现配网自动化功能，不需要通信手段。利用重合器本身切断故障电流的能力，实现故障就地隔离，避免了因某段故障导致全线路停电的情况，同时也减少变电站出线断路器动作次数。缺点主要是：当系统发生永久故障时，为选择并隔离故障点，对配电系统多次冲击，不仅造成线路老化，对配电系统造成的扰动在某些情况下也是不能允许的。2配电网网络化继电保护由于现有配电网自动化方法均存在问题，近两年来，国内供电部门从技术、经济等方面，重新评价当前应用的配网自动化系统，期盼更优越的配网自动化模式和更先进的配网自动化系统。因此，研究配电网新技术，提高供电可靠性、提高电能质量是十分紧迫的任务。根据配电网的复杂性特点，靠传统保护方式实现线路保护的可靠性和选择性、灵敏性是很难实现的。提出就地保护和远方保护相结合的配电网网络化继电保护方法，能够实现迅速定位并快速切除故障。基于配电网网络化继电保护的方法，辅以远方监测、监控手段可以实现较理想的配电网自动化。配电网网络化继电保护内容包括：•包含阶段式保护、纵联式保护、故障状态差动保护、远方跳闸保护和远方备用电源自动投入功能的配电网控制终端；•因地制宜的、适用的通信通道；•可自动适应或在线修改保护方式和整定值的继电保护系统。结合近两年在东北某地的实践，以一个手拉手配电系统说明简单的广域继电保护应用情况，见图1。正常情况下：L1、L2、L3、L4线段由变电站A通过CB1供电；L5、L6、L7、L8线段由变电站B通过CB2供电；S4联络断路器处于常开状态。当在断路器S1和断路器S2之间L2线段发生故障（非单相接地），线路出口保护使断路器CB1动作，将故障线路切除，传统的故障隔离和恢复供电的方法是通过重合器和分段器的配合，经重合器多次重合实现的，该方法不依赖于通信。但是，由于重合器的多次重合，对配电系统造成的扰动在某些情况下是不能接受的。带有配电网网络化继电保护的智能化重合器，实现故障状态差动保护的基本原理如下：每个馈线分段开关采用智能重合器，每个智能重合器的智能单元中都设置一个故障状态变量，来反映在线电流值是否越限。当故障电流大于整定值即越限时，此故障状态变量为1，否则为0。当故障发生时，智能单元的故障状态变量一旦变为1或线路失压，则智能单元一端主动把状态变量、开关状态及记录信号通过点对点通信方式传送给相邻智能单元，经智能单元判断，识别故障区段，并自动隔离故障和恢复非故障区段的供电。这种继电保护功能称为故障状态差动保护，可使配电网系统在故障时避免受多次冲击，并能迅速恢复供电。在图1手拉手环网中，当在开关S1和开关S2之间线路段L2发生故障（非单相接地），由于故障电流，变电站A的线路保护使断路器CB1动作，将故障线路切除。装设在S1处的智能单元检测到故障电流，即故障状态变量为1，而装设在开关S2、S3处的智能单元没有故障电流且失压，经过点对点通信，每个智能单元的故障状态变量和相邻智能单元主动传送来的故障状态变量，经过运算来故障判断，结果为1识别出该故障发生在S1与S2之间的L2线路段上，保护立即发出跳闸命令，快速跳开关S1和S2实现故障隔离；当S1、S2的智能单元检测到开关S1、S2处于断开状态时，两智能单元主动向出口断路器CB1和联络开关S4传送开关状态量，CB1和S4分别收到S1、S2开关状态量并确认都为断开状态，则分别发出合上线路出口的断路器和合上联络开关S4完成向非故障区域恢复供电。图1一个手拉手环网另外，智能化重合器具有阶段式保护功能，当上下级之间的短路电流能够配合时，也可采用阶段配合方式，同时可以选用方向鉴别。按照躲开某一点电流速断保护的主要优点是简单可靠，动作迅速；缺点是不可能保护线路的全长，保护范围直接受系统运行方式变化的影响。当系统运行方式变化很大，或者被保护线路的长度很短时，速断保护就可能没有保护范围。为了克服母线出口速断保护的死区，各个馈线分段上的智能重合器具有带时限的电流速断保护和定时限过流保护，来实现各个馈线分段之间的阶段式保护功能。当合上S3恢复A区供电时，如果变电站B的容量不足，广域保护可以用远方联切方式切除一部分不重要的负荷，以保证对重要负荷的连续供电。同时当变电站B向A区供电时，由于负荷电流增大，过电流保护定值需要进行相应的改变，广域继电保护可通过远方修改定值或自适应改变定值的功能来实现。配电网网络化继电保护对通信通道的要求比较简单，既可采用优质的通信通道：光纤、导引线；也可因地制宜的使用公网GPRS、CDMA-1X等作为通信通道；即将推出的3G通信业务提供了更好的选择。实现配电网网络化继电保护时，电力部门可以根据企业的资金状况分步投资，可以做到边投资边受益。最终完成基于配电网网络化继电保护的网络化、智能化配电网自动化系统。3结束语基于配电网网络化继电保护实现的配电自动化系统，解决了以往在配电网自动化系统存在的问题。故障状态差动保护方法简单，可广泛应用于城乡配电网，改变了传统保护应用于复杂配电网，难于同时满足的继电保护可靠性和选择性的缺陷，可以提高配电系统可靠性。