范煒豪

（中國礦業(yè)大學信電學院，江蘇 徐州 221005）

隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展，對電力需求越來越高，國家電力公司加大了對配電網(wǎng)的改造，提出了“實現(xiàn)可靠供電、降低網(wǎng)損，提高供電能力、供電質(zhì)量，推動電力企業(yè)提高效率、改善服務、促進發(fā)展”的目標。而配電網(wǎng)由架空線或電纜配電線路、配電所或配電變壓器、斷路器、補償電容、各種開關在內(nèi)的配電網(wǎng)和繼電保護、自動裝置、測量和計量儀表以及通信和控制設備構成，是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電三大系統(tǒng)之一。而我國配電網(wǎng)絕大多數(shù)為樹狀結(jié)構，且多為架空線，可靠性差，損耗高，電能質(zhì)量差，自動化程度低，尤其是在農(nóng)村，因此，對配電網(wǎng)饋線故障及其可靠性的研究，具有較強的現(xiàn)實意義。

1 電網(wǎng)饋線故障區(qū)域定位

1.1 配電網(wǎng)饋線故障區(qū)域定位的含義

配電網(wǎng)饋線故障是指饋線發(fā)生相間故障或接地故障。為了迅速恢復供電，需要知道故障發(fā)生在哪個區(qū)域后，才能迅速斷開饋線上相應的斷路器或和分段開關來隔離故障。當饋線發(fā)生單相接地故障時，故障電流為線路的容性充電電流，一般小于5 A，饋線上的斷路器和分段開關不會有明顯的故障電流，線電壓幾乎不變。從對系統(tǒng)造成的危害來看，它只是破壞了系統(tǒng)的絕緣性能。對于小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障選線和確定故障點是一個探討的熱點，也是一個難點，至今的技術都不是很成熟。饋線路發(fā)生三相短路、兩相短路、兩相短路接地時，饋線會有明顯的現(xiàn)象發(fā)生。確定饋線故障區(qū)域的目的是要能正確確定故障發(fā)生在線路的哪幾個開關之間，從而確定應該動作的開關，為尋找故障提供依據(jù)，而不能精確確定故障發(fā)生在哪個點。

1.2 配電網(wǎng)饋線開關的故障處理

當故障發(fā)生在不同區(qū)域時，處理的方式也不同。如單重故障時，故障處理方式是：

（1）當故障發(fā)生在主饋線母線上時，需要按照設計的饋線自動化流程來動作重合器和分段器開關來判斷故障區(qū)域和隔離故障區(qū)域。

（2）當故障發(fā)生在負荷側(cè)時，熔斷器在重合器動作跳閘之前先熔斷。當熔斷器熔斷后，通過聯(lián)動裝置使負荷開關跳閘隔離故障區(qū)域。

由于故障發(fā)生在不同區(qū)域時處理方式的不同，在進行環(huán)網(wǎng)柜開關控制部分自動化技術改造時，只考慮控制環(huán)網(wǎng)柜的進線開關和出線開關，在環(huán)網(wǎng)柜出現(xiàn)進線側(cè)故障、本體母線故障和出線側(cè)故障的情況下，可以按照編制的饋線故障處理程序動作環(huán)網(wǎng)柜進線開關和出線開關，配合重合器的動作來實現(xiàn)判斷和隔離故障區(qū)域的功能，而不考慮控制負荷側(cè)開關。故障發(fā)生后，如果重合器經(jīng)歷了故障電流，則重合器跳閘，并按預先整定的電流、時間特性進行若干次合、分閘的操作。若重合成功則自動中止后續(xù)動作，并經(jīng)歷一定的時間后恢復到預先的整定狀態(tài)；若在動作到達整定的次數(shù)重合閘失敗，則閉鎖在分閘狀態(tài)，只有通過手動復位才能解除閉鎖。

2 配電網(wǎng)可靠性分析方法

2.1 故障遍歷分析法

故障遍歷分析法是基于故障枚舉的思想，利用遍歷技術發(fā)展起來的分析方法。這種方法首先根據(jù)故障點故障時間不同，將故障點分為故障時間為隔離時間、故障時間不受故障影響、故障時間為故障修復時間、故障時間為隔離時間加切換操作時間四類，然后以每個故障點為起點，向后搜索其父節(jié)點直至首次出現(xiàn)斷路器為止。通過遍歷分析出所有故障時間，最終分析系統(tǒng)可靠性。

2.2 最小路分析法

最小路分析法基本思想是根據(jù)網(wǎng)絡的實際情況，將非最小路上的元件故障對負荷點可靠性的影響，折算到相應的最小路的節(jié)點上，從而對每個負荷點，僅對其最小路上的元件與節(jié)點進行計算，即可得到負荷點相應的可靠性指標。而連接任意兩節(jié)點間的有向弧或無向弧組成的集合稱為這兩個節(jié)點間的一條路。如果一條路中移去任意一條弧后就不再構成路則稱這條路為最小路。求取每個負荷點的最小路是最小路分析法的核心，把系統(tǒng)元件分成兩類：最小路上的元件；非最小路上的元件。如果系統(tǒng)無備用電源，那么最小路上的每個元件發(fā)生故障或檢修，均會引起負荷點的停運；如果系統(tǒng)有備用電源，對于非最小路上的元件，先根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構，將其對負荷點可靠性指標的影響折算到相應的最小路的節(jié)點上，然后再按照上述方法處理即可；如果主饋線上裝有隔離開關或分段斷路器，發(fā)生故障所引起的前段負荷點停運，后段元件的檢修不會引起前段負荷點的停運。

2.3 網(wǎng)絡等值分析法

配電網(wǎng)實際是由結(jié)構復雜的主饋線和副饋線構成，針對實際配電網(wǎng)的結(jié)構特點，利用一個等效元件來代替一部分配電網(wǎng)絡，從而將一個復雜結(jié)構的配電網(wǎng)逐步簡化為簡單輻射狀的主饋線系統(tǒng)是網(wǎng)絡等值分析法的基本思想。網(wǎng)絡等值分析法首先是向上等效，將一個復雜的副饋線分支用等效分支線代替，逐層向上層等效，最終將網(wǎng)絡簡化為一個簡單輻射狀的主饋線網(wǎng)絡；接著是向下等效，將這種影響用等效串聯(lián)元件表示，并分層分析分布在各層的負荷點的可靠性。

3 結(jié)束語

在目前我國城市手拉手配電環(huán)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)柜開關的技術改造的大背景下，對配電網(wǎng)進行饋線故障區(qū)域定位和饋線開關的故障處理，還可以利用可編程序控制器對饋線上的重合器和分段開關進行控制，通過實踐驗證，這種方法是可行的。對配電網(wǎng)可靠性分析還常常用到遞歸分析法、最小割集法等方法，在工作中可以根據(jù)實際情況選用分析方法。

1 魏君.論我國配電網(wǎng)饋線系統(tǒng)保護技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].今日科苑，2008（4）

2 張紅云.中壓配電網(wǎng)可靠性理論計算及分析[J].中國電力，2010（6）