配網自動化過程中故障檢測定位措施

張鵬　李銘　羅磊　畢成瓊

摘 要：供電系統中的配網自動化較為重要，因此對其進行故障檢測定位并及時進行恢復能夠保證供電系統的正常運行。文章首先探討了配網自動化的概念及故障檢測定位的必要性，并在此基礎上介紹了故障檢測定位技術，分別對故障指示器定位技術及饋線終端故障檢測定位技術進行深入研究，以便了解故障檢測定位措施的具體應用細節及主要注意事項。

關鍵詞：配網自動化；故障檢測定位；以太網；故障信息處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.112

配網自動化的安全性及穩定性能夠保證生產及生活中的正常用電，而且配電系統的運轉情況直接關系到用戶的用電使用情況，所以必須保證配網自動化的高效運行，以實現電力資源的合理配置，這就要有針對性地對故障進行檢測定位，以便及時隔離故障區域，恢復非故障區供電系統的穩定性。

1 配網自動化概念

在電力系統中，配網是不可或缺的重要組成部分之一，而配網自動化具體是指以一次網架及相關設備為基礎，以配電自動化系統為核心，借助多種通信方式，實現對配電系統運行狀態的監控，并通過與其他系統的信息集成，對配電系統進行科學化、規范化的管理。上述目標的實現憑借的是配電自動化系統，該系統具備的功能包括饋線自動化、配電SCADA、通信監視、故障處理、系統互聯、電網分析等。該系統主要由以下幾個部分組成：配電主站、終端、子站、通信通道等。其中，主站是核心部分，終端一般安裝在配網現場，子站可實現所轄范圍內的信息匯集、故障處理以及通信監視等功能。

2 配網自動化故障檢測定位的必要性

一般情況下我們常見的配網故障主要分為兩大類。一種叫做瞬時故障，根據其屬性也可叫做暫態故障，相對于這種故障而言，另一種叫做永久性故障。實際運作過程中如遇故障問題，應先對配網故障的類型進行劃分，在這基礎上才能對相應的故障進行處理。在遇到瞬時故障時，可先考慮開關重啟，將變電站出口位置的斷路器進行重新合閘，從而消除故障。而在處理永久性故障時，就不能單獨依靠設備的重新啟動來處理了，在重合閘無效的情況下，就需根據具體情況進行維修。

其中配電線路的故障中，瞬時故障的幾率較小，大部分都是永久性的故障。如果某個故障區段出現問題，首先要做的就是故障位置的定位，在確定區段后及時進斷開該區段的開關，進而避免故障擴大化，然后恢復其他區段的供電，防止影響用戶的正常用電。而當配網出現了故障，監控終端會自動將故障信息傳輸給主站系統，主機在處理故障區段傳遞的信息后，根據編程的定位算法能夠自動定位出故障所在位置，與此同時對饋線監控終端下達操作指令，從而將故障區段進行隔離，并盡快復原其他供電區段。

由此可見，配網自動化過程中故障的檢查定位對其運用來說意義重大，能夠第一時間確定故障發生的區段，并及時排除非故障區段，從而保證供電系統的正常運轉。因此在配電系統自動化中需采用專業的檢測定位技術，以便維護配網系統的安全運行。

3 配網自動化故障檢測定位技術

3.1 關于故障指示器的定位技術

根據配網鏈接方式的不同，造成故障的區段及危害性也不相同，如果采用的是中性點不直接接地的連接方法比較容易造成短路現象。發生相間短路就會使電源供電回路的阻抗變小，致使短路回路中的電流大大增加。發生兩相短路也會使電路中的電流增大，這主要是由短路點與電源之間的距離決定的。因此檢測定位技術能夠運用指示器根據電流方向及距離判斷出具體故障的位置，具有一定的準確性。

3.1.1 故障指示器運用原理

一般的故障指示器是由傳感器及顯示器等設備組合而成，具體的工作原理為：發生故障時，由傳感器將采集的電流信號傳遞給顯示器，并在主系統中進行處理分析，從而判定故障的性質及區段，同時會將故障的狀態進行提示。而當傳感器發生故障時，電流信息從故障位置處形成回路，在流過主系統時就會通過指示器產生報警。如果其他支路發生故障時沒有電流信息通過，便不會發現其故障根源，這就需要根據邏輯判斷進行故障檢測定位，從而找到準確的故障區段。

3.1.2 主干線與分支線的故障檢測定位

當主干線發生故障時，就會出現短路現象，這時系統側與故障處形成故障回路，而且會有故障電流信息經過，故障指示器在收到指令后便提示故障區間及故障類型。分支線路的發故障時檢測定位于主干線的情況類似。

3.2 關于饋線終端故障檢測定位的方法

饋線終端裝置簡稱FTU，其具備遙信、遙控和故障檢測等功能，可與配電自動化主站進行通信，該裝置的特點是體積小、抗高溫、耐嚴寒、可直接進行采樣。基于饋線終端的故障定位方法主要是指由FTU對線路中的開關運行情況進行實時檢測，并采集線路中的各種信息，如電流、電壓、功率、開關分合閘狀態等，然后將采集到的信息傳給配電自動化主站。主系統在接受故障信息后，會根據相應故障處理公式及保護動作信號進行故障判斷，從而發出指令開啟故障處理的程序，以恢復非故障區段的正常供電，在運用該檢測定位方法時需要注意以下事項。

3.2.1 快速定位與隔離

國內大部分配網自動化運行中故障的定位到隔離恢復供電使用的時間大約為1分鐘，在實際生產及生活中，1分鐘也會影響工作效率，因此這個恢復時間需要不斷完善，以便在不設置不間斷電源時可以保證整個系統的正產運轉。這里的故障恢復時間是由配電自動化傳遞的故障信息所用時間來決定的，現階段運用的以太網技術能夠將用電恢復時間縮短至10秒內。

3.2.2 網絡通信

網絡通信逐漸應用到各個電力部門中，因此需要對供電部門的變電站及開關安裝處鋪設光纖，如果所涉及到的饋線終端能夠達到10M/100M的以太網，而且能夠將CP/IP協議在主站與子站之間進行通信，那么以太網的光纖就能達到一個理想狀態。

3.2.3 在線監視

由于配網設備的限制，其開關都安裝在了室外，因此其故障的檢測定位及檢修都存在著一定阻力，進而使得開關的維護情況受到影響。這時可以采用一些饋線終端預測系統來監測開關的使用壽命，方便對其進行實時監視，以便通過信息的傳遞了解開關的運行狀態。

參考文獻：

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