自适应技术在配电线路保护中的应用论述

发表时间:2020/8/19   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:1苟健 2杨健宏
[导读] 摘要:配电线路的运行情况,不仅会对整个电力系统产生影响,而且也关系到人们的用电体验。
        1.国网敦煌市供电公司  邮编:736200;2.国网阿克塞县供电公司  邮编:736400
        摘要:配电线路的运行情况,不仅会对整个电力系统产生影响,而且也关系到人们的用电体验。尤其是在多种外界因素的影响下,线路运行会受到威胁,只有加强配电线路保护,才能增强其运行安全性与稳定性,避免重大安全事故的发生。自适应技术在保护工作中发挥着至关重要的作用,可以有效处理线路运行中的故障问题,满足运维与检修工作需求。本文将对自适应技术的基本概念进行介绍,深入分析了配电线路的故障问题,探索自适应技术在配电线路保护中的应用措施,为实践工作提供参考。
        关键词:自适应技术;配电线路;保护;应用
        近年来,随着社会生产生活节奏的加快,各领域对于电力资源的需求量也在增长,只有保障电力系统的可靠运行,才能满足人们的用电需求。配电线路是电力系统的重要组成,对其采取有效保护措施,有利于实现对故障问题的预防与快速解决,防止配电工作受到严重影响。离线计算是确定系统保护整定值的主要方式,由于其处于恒定值,因此系统的运行方式与保护范围和灵敏度的关系密切,会对保护性能造成一定影响。在科学技术水平不断提升的趋势下,自适应技术在实践中的应用越来越广泛,能够满足在线计算的工作要求,使整定值更加合理化。尤其是可以分析线路故障状态和运行方式,增强保护工作可靠性,使其保护性能得到改善。
        一、自适应技术的基本概念
        保护性能和特性等,都会根据系统的运行方式和故障状态而发生变化,这是自适应保护的基本概念,能够增强保护工作的适应性,促进保护性能的增强。保护系统的自适应与保护装置的自适应,是自适应保护的基本类型。采用保护系统的自适应时,远方信息和本地信息需要借助于网络获取,设定了相应的功能策略与保护算法,当电力系统存在不同的运行状态时可以增强保护适应性【1】。而采用保护装置自适应时,主要是借助于本地信息,当系统运行方式的变化不大时可以采用该方式。
        二、配电线路故障分析
        辐射式结构、放射式结构和环网式结构,是当前配电网的主要拓扑结构形式,在应用环网式结构时,联络开关处于常开状态中。在配电网运行中具有较短的供电距离,电路保护的整定配合存在阻碍。尤其是随着电网现代化建设工作的实施,设备数量和类型不断扩增,复杂的线路结构和用户负荷情况等,也给配电线路保护造成了较大的困难,导致故障问题的发生。瞬时性故障是配电网运行过程中的常见故障,其故障率相对较高。尤其是由于配电网的运行环境较为复杂,这也导致了其遭受破坏的几率上升,相较于输电网而言,其防雷性能相对较低,因此会出现较多的故障问题【2】。在配电网运行中也具有较低的电压等级,故障电弧稳定性会由于较小的短路电流而受到影响,电弧会受到电压的直接影响。此外,单相接地短路故障也是配电网中的常见故障类型,其占比最高可以达到85%左右,两相接地短路故障和三相短路故障的发生概率分别在15%和5%左右。非直接接地的方式能够有效处理单相故障引起的频繁停电问题,但是也会导致电流稳定性下降。
        三、自适应技术在配电线路保护中的应用
        (一)自适应电流速断保护
        在电力系统的运行当中,计算机信息技术的优势得到体现,智能化和网络化已经成了继电保护的主要特征,尤其是微机保护和新型保护算法的应用,有效增强了配电线路的保护效果,解决了传统继电保护当中的弊端。简单的结构形式是传统电流速断保护的基本特点,采用瞬时动作的电流保护方式。其局限性在于只能实现对局部的保护,在保护范围和灵敏度方面不具优势。在电力系统的实际运行过程中若不处于最大运行方式,那么采用传统电流速断保护将会缩小保护范围,甚至导致保护失效的问题产生【3】。

上述问题则可以通过应用自适应电流速断保护加以解决,整定计算可以保障实时性和动态性,降低了人为因素的影响,根据综合阻抗、故障类型系数、等值相电势和可靠系数等进行计算,在两相短路和三相短路中故障类型系数取值有所差异性。故障类型会影响传统电流速断保护的保护范围,但是自适应电流速断保护则不会受到影响,具有较强的选择性特点,保障保护范围的合理性。
        (二)基于两相电流差的自适应电流速断保护
        在使用自适应电流速断保护时,其算法会受到TV断线的影响而呈现出一定的复杂性,中性点偏移现象也是在实践当中应该着重解决的问题,无法获得理想值。在对故障类型进行区分时往往采用故障选相的方式,引入故障类型系数,但是未能考虑到负荷电流情况,导致保护灵敏度受到一定程度的影响。采用基于两相电流差的自适应电流速断保护,能够有效解决上述问题,短路点相间电压和电源相间电压,会对两相电流差产生影响,消除了负荷电流的干扰,满足了故障查找与解决的要求,通过分析两相和三相短路故障,保障配电线路运行可靠性【4】。系统故障时会存在故障分量,不会受到负荷分量的影响,在单相接地短路故障、两相故障和三相短路故障时,其故障分量也会有所不同。采用基于两相电流差的自适应电流速断保护,消除了负荷电流和短路类型对保护性能的影响,增强了保护可靠性。在确定保护动作判据时,需要明确系统线路阻抗、等值相电势、正负序电流分配系数和综合阻抗等【5】。在整定当中,也需要实时计算系统侧综合阻抗,以正负序故障分量理论为依据进行计算,明确配电线路故障时的最大相电流差故障分量与线电压故障分量,保障计算的便捷性与可靠性,促进系统保护灵敏度的提升。
        (三)自适应保护中的小波分析
        故障分量是自适应电流速断保护的主要动作判据,无法通过测量的方式获取故障分量,而是应该在计算时分别获取正常状态与故障状态下保护安装处的电压和电流值,这对于稳态故障分量和故障电流获取的准确性也提出了新的要求。半周傅里叶算法、两点乘积法和半周积分法等,是几种常用的算法,但是会存在较大误差,在精度要求较低的情况下可以提升反应速度。而全周傅里叶算法的应用则能够有效增强抗干扰性能,促进计算精度的提升,但是也会受到非整次谐波的影响。而小波分析的应用,则能够得到自适应时频窗口,增强其可靠性与准确性,有效降低噪声、非整次谐波和衰减直流分量等因素影响,在保护动作时无需对故障类型进行判断,增强配电线路的实际保护效果【6】。稳态故障分量通过离散MORLET复小波算法进行提取,相较于傅里叶算法而言,该算法的稳定性和精确性也更加明显,降低了系统误差,促进保护范围的扩大化。
        结语
        在配电线路保护中应用自适应技术,能够切实增强线路的运行安全性和稳定性,防止瞬时性故障和单相接地故障等对系统正常运行造成的威胁。传统电流速断保护在保护范围及稳定性方面都存在一定的局限性,导致保护效果不佳。为此,应该采用自适应的电流速断保护方式,解决传统保护方式的弊端。同时,基于两相电流差的自适应电流速断保护和小波分析的应用,则大大增强了电流速断保护的实际性能,使配电线路保护的响应速度与可靠性得到增强。
        参考文献:
        [1]宋士龙,王承民,彭石.配电网多频带自适应电力载波通信技术研究[J].电器与能效管理技术,2019(14):8-13.
        [2]李浩成.通信技术下配电线路故障自适应定位中的应用研究[J].自动化与仪器仪表,2018(12):176-179.
        [3]林达. 自适应重合闸和自适应电流保护技术研究[D].浙江大学,2016.
        [4]陈威.解析配电线路保护及可靠性研究[J].科技展望,2016,26(08):126.
        [5]徐玉刚. 基于谐波阻抗测量技术的配电网三相自适应重合闸技术研究[D].山东大学,2015.
        [6]唐金凤. 自适应技术在配电线路保护中的应用研究[D].广东工业大学,2014.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: