据统计,超过85%的故障停电是由于配电网故障造成的,因此配电网故障处理技术对于提高供电可靠性具有重要意义。
从故障类型上可以将配电网故障分为单相接地和相间短路两大类,从故障性质上可以将配电网故障分为瞬时性故障和永久性故障两大类。
由于我国配电网中性点一般非有效接地,因此在单相接地的情况下,并不需要立即切除,而可以继续运行一段时间,但应尽快处理,否则可能演变成两相接地相间短路故障。因此,配电网单相接地故障处理的研究成果主要集中在单相接地选线和定位上。
配电网相间短路故障必须立即切除,并尽快恢复受影响的健全区域供电。继电保护和自动装置(如重合器、备自投)是最早应用于配电网相间短路故障处理的手段,本文将其称为“就地智能配电网故障处理技术”。但是对于系统容量大、供电半径短、分段数多的城市配电网,多级继电保护配合面临实际困难,配电自动化系统成为解决该问题的重要手段。
早期的配电自动化技术是基于自动化开关相互配合的馈线自动化,它对于故障的及时处理发挥了重要作用,至今仍有其适用性。第二代的配电自动化技术是基于集中智能和通信技术的配电自动化系统,故障定位、隔离和健全区域恢复供电都是配电自动化主站在掌握各个终端采集上报的全局信息的基础上进行判断和控制的。第三代配电自动化技术是在第二代基础上,实现了与GIS、PMS和营销信息系统等的信息共享,并加强了智能化高级应用功能,但是集中智能故障处理技术仍与第二代技术类似。
随着通信技术的发展,一些利用配电自动化终端间相互通信实现故障处理而不需要主站参与的配电自动化技术成果也研制成功并进行了试点应用,为了将这类技术与不需要通信通道的基于自动化开关相互配合的馈线自动化技术区别开来,作者将它们称为“智能分布式配电自动化技术”,其实基于自动化开关相互配合的馈线自动化技术当然也属于“智能分布式”范畴,这样区分只是为了有利于分类叙述方便而已。
近年来,分布式电源接入配电网的预期逐渐增高,围绕应对分布式电源接入挑战的故障处理策略的研究也取得了可喜的成果。
另外,在容错故障处理和各种故障处理技术相互配合以提高配电网故障处理性能方面,也取得了长足的进展。
作者认为在配电网故障处理方面有以下发展趋势:
1)根据各个供电区域对供电可靠性要求的不同,结合配电网网架自身的特点,差异化地配置自动化装置和故障处理策略是发展趋势。例如,对供电可靠性要求很高的用户配置多供电途径和备自投装置,对于城市配电网采用多级级差继电保护配合实现分支故障不影响主干线,对于农村配电网在主干线上也可配置多级三段式过流保护配合,对与多分段多联络、多供一备等配电网采用模式化故障处理策略等。
2)配电网继电保护配合仍然是故障处理最值得考虑的技术手段。
3)科学配置继电保护装置、安全自动装置和集中智能配电自动化协调配合,发挥各种故障处理手段的优势,并相互取长补短,对于提高配电网故障处理能力具有重要意义。在这方面已经有一些研究报道。
4)容错故障定位与自适应故障处理技术有助于提高配电网故障处理的实用化水平,目前仍有许多值得研究的问题。
5)配电网单相接地故障选线和定位技术已经取得长足进展,今后的发展趋势是在瞬时性单相接地发生时,实现快速熄弧消除故障,以免演变成永久性单相接地。
6)尽管分布式电源接入对配电网故障处理的影响没有曾经估计的那样大,但该领域仍有许多值得进一步研究的问题。