檀枫

摘要：本文主要研究配电网保护装置的方案评估方式，简要分析供电系统中安设保护装置的意义，着重探究配置方案的评估方法，此处主要通过两种评估方式，分别例举不同的配置方案，通过比较二者之间呈现的指标判定方案的相对优劣。以供相关人士参考。

关键词：配电网;保护装置;方案评估

引言：继电保护是保持电力系统安全运行的基础保护措施，目前，该领域已经提出相关的配置和整定方向，但在实际的配置工作中仍存在较大的差异，难以有效选择最优方案。因此，采取何种定量评估方案是当前急需研究的课题。

一、配电网保护配置的价值

配电网中应用的继电保护技术对其运行的安全稳定性具有重要作用。具体而言，一方面，能够自动识别配电网出现的故障问题。配电网工作期间，由于其长期不间断地运作极易出现异常情况，继电保护设备处于正常工作状态时，能够自动对异常情况进行识别，并做出相应的反应。借助继电保护系统，便可以将检测到的故障问题切除，以免波及配电网其他的部分。借此能够及时制止异常问题的进一步蔓延。若未能及时切除，会导致其他能够正常工作的部分出现问题，造成大范围的电网故障，不仅会提高检修的难度，还会增加相关电力企业的运营成本，浪费大量的资源。

另一方面，可以及时提醒相关人员。一旦配电网出现异常情况，安装的保护装置可以向连接的控制中心发出相应的数据信息，起到提醒的作用。具体而言，会向相关人员发出配电网中的异常部分实施合理检修;遇到较为严重的故障问题需暂停某区域配电网的工作，指派技术人员实施整体的检修工作;在较短的时间内切除发生异常情况的部分，由此确保整个配电网的正常运行，为客户提供充足的电力资源，以免细小故障持续蔓延，不仅会造成难以挽回的经济损失，还会降低相关电力企业的社会效应。

二、配电网保护配置方案的比较评估

2.1能量损失指标

电力系统中的能量损失主要指的是其在运行过程中的功率损耗。而功率损耗可以细化成两个模块，其一，固定损耗。该种损耗通常是无法避免的，配电网中的变压设备、电动机等此类装置在系统运行过程中会发生损耗的问题，具体的损耗值是根据设备本身的容量以及通过的定额电压控制，电压、容量以及损耗，三者是呈同方向变动的。其二，变动性损耗。该种配电网的损耗主要来源于电网中铜质材料的构件，如电线等，其与流通的电流有直接关系，呈正比例。另外，其损耗值根据电网该区域内的负载值决定，损耗随之增大。由此，合理计算配电网的能量损耗和其保护配置方案对异常情况的处理及恢复方式之间存在密切地联系。为能够明确说明该项技术，可从短时以及长时两种停电情况进行对此分析[1]。

短时停电是包括异常情况出现到完全恢复正常通电的过程，该过程的时间不会超过三分钟。反之，长时停电便是指此过程超过三分钟。我国能源局为调动相关电力企业使用自动化的电网系统，将二者的分界线设定为三分钟。现阶段，重合闸在电力系统运行中已经得到有效普及，由此，若配电网出现瞬时性的异常情况，一般情况下仅会产生短时停电问题;若为永久性的异常情况，相应的停电时间往往存在较大的差异，具体时长还需根据配电网实际情况来看。例如，某供电系统中的架空主干线出现永久性的故障问题，若该系统中已经配备相依的保护装置，實现馈线的自动化，在未出现故障的线路区域，通常能够实现短时停电，换言之，可以在三分钟内恢复正常的供电运行。同时，相应的故障区域的线路，技术人员通常要在现场进行长时间的检修，时间无明确的值，由此导致故障区域所管辖的用电客户需要经历长时停电。上述情况属于郊区以及较为偏远地区的配电网故障检修情况。若是处于市区内的配电网线路出现此类异常问题，在确保馈线已经实现自动化的情况下，通常能够在短时间内正常供电，不会出现超过三分钟的情况。

配电网能量损失可由“ ”表示，其包括短时以及长时两种。例如，短时能量损失从 出现故障问题直至 实现自动化操作，在此过程中涉及到切除故障、找寻故障位置等操作。因为 小于三分钟，由此可判定其属于短时故障范围内。而后续的抢修作业进行期间产生的能量损失，直至最终的完全通电需经过长达数小时，公式表示为 分钟，由此，该部分产生的 便可称之为长时。瞬时性的异常情况仅包括短时的能量损失，其长时能量损失值为 ，而永久性故障情况是二者兼有的。若供电系统能够实现自动化的保护配置，长时停电小于短时停电的波及范围，但长时的能量损失通常经历的时间较长，以“ ”为单位。由此可知，一般情况下，长时能量损失值会大于短时能量损失值。另外，永久性故障中，由于长时能量损耗不等，其短时能量损耗实际的数值较小，通常可以忽略不计。但若出现长时能量损失一致的情况，则表示相应的波及范围相同，对应的现场技术恢复所消耗的时长一样，此时便应通过对比短时能量损失评估保护配置方案[2]。

两个能量损失计算方案X和Y评估对比如下：X方案的能量损失值包括其相应的短时和长时两个部分的损失值，Y方案也包括其对应的两个损失值。 等于在长时能量损失值不相等的情况下X方案长时损失减去Y方案的长时能量损失值，以及在两个方案长时损失值相等的情况下，二者短时损失值相减。

结论是：当X与Y方案能量损失差值 大于零时，表示Y方案好于X方案，反之亦反。

2.2保护定制方案

该处以某乡村配电网为例，具体可分成三个部分，其中的CB1是配电网中的馈线开关，其他两个是划分电网可部分的开关，另外，该配电网中在各分段处配设相应的保护设备，其中包括两个三段式的电网电流保护装置，另一个专门针对过电流问题。该系统中，等效阻抗的端值约为 以及 ，各长度可由字母 表示，具体数值约为 千米，处于同一配电网中，其具体发生故障的概率基本一致，具体为每年每千米发生 次。该配电网中使用的馈线型号一致，且相应的电抗值达到 每千米，不同段线路的负荷值有所差异，前两段为两毫瓦，后一段为一毫瓦。

方案X：第一个保护装置的电流第二段和第二个保护装置的电流第一段同时工作时，呈现的灵敏度效果不佳。而方案Y是和第二个保护装置的电流第二段相互配合。在配电网出现短路问题时，保护装置需要进行切除操作，但属于永久性的异常情况，仍然需依靠技术人员进行现场检修。X与Y二者的差别在于第一个保护装置在电流第二段的定值。在完成自动化操作后，对应的能量损失值相同，由此，仅需通过比较X与Y短时的能量损耗值进行方案评估。具体计算公式为：

若在线路 出现由于保护装置造成无电的情况，则其值为 ，相反便调至 ，此种计算方式是将出现误动的概率纳入考虑的范围内。而若属于瞬时性问题，通常能够在较短的时间内解决，因此，为得到有效的方案评估数据，该处将故障的恢复时间设定为一秒。在上述X与Y中，配电网中的第三个保护装置的整定值为变化，同时其他方面的指标也达到既定的标准，因此，异常情况技能发生在前两段。据相关模拟试验显示，采用方案X，会扩大故障波及的范围，而方案Y中的第一个保护装置的电流第二段可以实现正常的操作。对应的平均损耗量X方案小于Y方案。

结论：方案Y能够完成相应的保护动作，但在时间上会有所延长，且X方案的错误率较低，通常情况下，使用X方案，可以完成正常的保护动作，由此得出，X方案要好于Y方案[3]。

结束语：定量指标的评估方式对于配置方案的选择有切实的价值。本文借助对比的方式，对两个方案的不同指标进行分析，以此为基础，选出更佳的配置方案。相信经过相关人士的不断努力研究，能够逐渐完善评估方式。

参考文献：

[1]沈云超，王慧芳，黄志华，等.配电网保护配置方案评估方法[J].电力系统自动化，2019，43（20）：138-146.

[2]沈云超.统计模拟在电力方案评估中的应用[D].浙江大学，2019.

[3]荣秀婷，叶彬，陈静，等.基于配电自动化的配电系统供电可靠性评估[J].机械设计与制造工程，2018，47（07）：34-38.