配電網故障的診斷及處理方法

黃振揚

（國網福建省電力有限公司閩侯縣供電公司，福建福州 350100）

0 引言

配電網系統是強大而復雜的系統，出現故障時必須及時進行故障定位并隔離操作，最終排除故障，實現配電網系統的安全運轉。在此過程當中，3個步驟都需要很強大的技術支持。為此，必須了解配電網特征及配電網故障類型，以便做出具體診斷與修復措施。

1 配電網特征及故障類型

電能分配是配電網在整個電力系統中擔負的主要責任，其裝備主要有桿塔、隔離開關、架空線路、無功補償電容以及其他附屬裝置等。配電網可以以電壓為基點，將不同電壓的配網分為不同的電壓等級，具體到配電網名稱可稱為低壓配網、中壓配網和高壓配網。另外，還可以根據區域不同來對配電網進行劃分，比如城市配電網和鄉鎮配電網。利用電壓以及區域的不同來對配網進行分類，是配電網的一般特性。

隨著用戶對電量需求的不斷增加，配電網的建設規模不斷擴大，配電網建設的加速度也日益增長，在龐大的配電網系統當中，每一個環節都有可能出現故障，從而影響整個配電網系統的供電，這是無法預料的。供電服務不能夠穩定進行，供電效率會受到影響。通過相關工作人員的長期實踐與檢測，配電網系統出現的故障主要有母線單相接地、小電流接地、負荷線路單相接地等。這些故障可以單次出現，也可以多種故障混雜出現，但都會造成嚴重的缺相故障，甚至導致電路線路燒毀，進而影響電氣設備運行。通過大量研究表明，在配電網故障當中，單相接地故障比較常見，它能夠使非故障絕緣受損[1]。除了單相接地故障以外，其他故障的概率相對較小。

2 配網故障診斷及恢復措施

2.1 主站遙控FTU饋線故障處理措施

饋線終端裝置（Feeder Terminal Unit，FTU）（圖1），能夠在各個饋線終端配置開關的基礎上，對故障信息進行記錄。一旦自動化隔離系統發現故障存在，FTU便可以對這些故障進行信息采集，采集的信息主要包括故障發生點所聯系的設備、故障發生的時間以及故障發生前的運轉狀態、發生時的各項參數信息，故障發生前配電系統當中的負荷電流以及最大電流等，都可以被記錄下來。通過饋線終端能夠使這些信息通過一定的通信線路傳遞到控制中心，控制中心的計算機系統再對這些故障信息進行分析，然后對故障進行區域定位。根據收集故障的特點研究出最適合的故障修復方案，并且在故障修復時，可以通過遙控模式對故障進行分段隔離，并同時進行故障修復操作，在一段時間之后逐步恢復整個區域的供電服務。

2.2 FA模式在配網故障診斷與恢復當中的應用

饋線自動化（Feeder automation，FA）模式也叫就地控制模式，在配網系統當中，它的接線特點和尋常的接線特點是不一樣的。就比如在線路a和線路b上有多個區段，每一個區段都有相應的開關和斷路器進行控制，當線路a上有一個區段的設備出現故障的時候，那么此故障區域的前一個斷路器就會跳閘，此時線路a就會失去電壓，當線路a沒有電壓之后，出現故障的區域段的前、后斷路器也會迅速跳閘[2]。使得各個跳閘的斷路器被重合起來，整個配網線路都會帶電。并且在一段時間內，保持帶電狀態不變。斷路器的跳閘時間也會隨著故障的不同而相應改變，如果是短暫性故障的話，那么故障區域段的斷路器會經過短暫性的跳閘，然后延時閉合，重新回歸正常運轉，如果是永久性故障，那么在故障區域段內的前、后斷路器都會保持斷開不變，將故障進行永久隔離，保證整個電路正常運轉。在故障電路修復之后，再進行斷路器閉合操作，保證整個配電網系統線路的正常供電。在就地控制模式當中，依靠的是電壓時限配合。電開關反復地開合也會導致設備故障或引起短路電流，對整個電力系統的電路設備也會造成影響。

2.3 自動定位系統在配網故障診斷與恢復中的運用

在配電網故障檢查當中，自動定位系統發揮了很大作用，通過結合某地區配電網實際使用情況可以大致分析，自動定位系統在構成方面相對比較簡單，主要有用戶監控主站、故障指示器、數據轉發系統、數據處理系統、電網的地理信息系統以及信息處理單元[3]。一旦發生故障，可以通過其間的設備與系統的結合，自動開啟故障指示器進行編碼式的信息傳輸。在信息傳輸過程中，完成數據的處理以及系統的解碼等，使信息能夠快速傳送到控制中心的計算機系統，經過計算機的運算，實現故障點在地理信息系統當中的定位。通過一系列的系統運行，可以定位故障的點，節省人力、物力和財力。

圖1 配電自動化終端裝置

2.4 自動化隔離系統在配電網故障診斷與修復方面的應用

隨著我國自動化進程的不斷推進，自動化技術也越來越被廣泛地運用到各種各樣的科學技術當中，尤其是在配網系統中，自動化技術已經有了它的運行條件以及支持設備。自動化技術在配網當中的應用，使得自動化隔離系統出現在配網當中，在這個系統內，故障定位以及高效的故障處理都能進行及時，并自動對故障進行恢復。相比人為查找故障，利用這個系統可以節省大量人力以及傳統維修診斷的時間和成本。自動化隔離系統較傳統人力查找故障的前期投入雖然較高，但從長遠的經濟效益看，自動化隔離系統更方便、經濟效益更大。尤其是能夠自動找到故障發生點并將故障自動隔離的特點，使故障影響率達到了最小。相關的配電網功能恢復設備也能夠準確、迅速地投入工作，使配電網穩定運行率大為提高。

3 總結

圖2 自動定位系統電路圖

我國的現代化建設腳步不斷地邁進，城市化水平在不斷提高，人們對電力的需求更是與日俱增，配電系統的故障的影響范圍越來越大。相關技術人員通過反復研究和大量實踐，準確把握配電網系統的故障類型和特點，對現代化建設的影響深遠。對配電網故障診斷及修復的具體措施給出自動化的預備方案，是未來配電網系統的發展方向。