淺談配電線路故障分析及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題

尉俊霞 張娜

[摘 要]針對(duì)配電線路故障分析及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題，對(duì)國(guó)內(nèi)配電線路的應(yīng)用現(xiàn)狀分析和應(yīng)用進(jìn)行了介紹，主要是國(guó)內(nèi)配電線路的應(yīng)用現(xiàn)狀、不同故障的三種類型進(jìn)行了分析，探討了饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方式，分別對(duì)他們的工作原理個(gè)工作特點(diǎn)進(jìn)行了分析。

[關(guān)鍵詞]配電線路；故障分析；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用問(wèn)題

配電線路是從降壓變電站，通過(guò)線路把電力送到配電變壓器或?qū)⑴潆娮儔浩鞯碾娏λ偷接秒妴挝坏耐贰Ｅ潆娋€路電壓一般為3.6kV～40.5kV，習(xí)慣上稱為高壓配電線路；把配電電壓不超過(guò)1kV、頻率不超過(guò)1000Hz、直流不超過(guò)1500V的線路，稱低壓配電線路。饋線是配電網(wǎng)中的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，它可以指與任意配網(wǎng)節(jié)點(diǎn)相連接的支路，可以是饋入支路，也可以是饋出支路。饋線自動(dòng)化是指變電站出線到用戶用電設(shè)備之間的饋電線路自動(dòng)化，饋線自動(dòng)化技術(shù)，是指對(duì)配電線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的技術(shù)，在故障發(fā)生后實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確定位和迅速隔離故障區(qū)段，恢復(fù)非故障區(qū)域供電（以下用FA表示）。對(duì)于系統(tǒng)中兩種類型輸電線路而言，架空線路自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的主要方式。這些方式是主站集中性、電壓電流型、電壓時(shí)間型和分布智能型等；對(duì)于電纜線路，其自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式則只有主站集中性、電壓時(shí)間型和分布智能型三種。這些自動(dòng)化技術(shù)能夠快速完成線路故障的定位、隔離和復(fù)電功能。在配電線路中，針對(duì)架空線路、混合線路和電纜線路的故障停電，現(xiàn)在常用的最佳解決原則是就地智能處理原則，采用這種處理原則，從技術(shù)上分析具有免維護(hù)，不依賴通信和主站的優(yōu)點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)上分析，具有投資少、見(jiàn)效快、在技術(shù)上實(shí)施簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

一、配電線路的應(yīng)用現(xiàn)狀分析和應(yīng)用

1.國(guó)內(nèi)配電線路的應(yīng)用現(xiàn)狀。在城市的主城區(qū)，配電網(wǎng)的線路以電纜線路居多，它們常用地下電纜；在一般偏遠(yuǎn)城區(qū)，城市遠(yuǎn)郊區(qū)和農(nóng)村常以架空線路居多，在主城區(qū)與一般城區(qū)的交界處則是架空和地下電纜混合線路，架空線路多數(shù)是開(kāi)關(guān)本體，基本不具備自動(dòng)化接口和改造條件。

2.國(guó)內(nèi)配電線路的故障類型分析。配電線路要實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的自動(dòng)化，就要對(duì)各輸電線路故障進(jìn)行正確的分析、隔離和復(fù)電，通過(guò)理論及實(shí)踐總結(jié)，對(duì)配電線路的故障類型進(jìn)行分析。

（1）架空線路故障類型特點(diǎn)的介紹。架空線路如果出現(xiàn)故障，常常具有如下特點(diǎn)。第一，是饋線故障頻繁，容易造成大面積停電；第二，是瞬時(shí)性故障和單相接地故障多，容易造成停電，甚至破壞絕緣，損壞設(shè)備；第三，是用戶故障不斷增加，容易使用戶出現(xiàn)故障造成大面積停電。

（2）電纜線路故障類型特點(diǎn)的介紹。架空線路如果出現(xiàn)故障，它的故障類型常常具有如下特點(diǎn)。第一，是饋線故障概率小，停電次數(shù)少；第二，是永久性故障至大面積停電居多；第三，是多分布在配電站點(diǎn)內(nèi)和電纜接頭處，屬發(fā)展性故障，破壞絕緣甚至損傷設(shè)備；第四，是用戶故障不斷增加用戶故障會(huì)造成大面積停電。

（3）混合線路故障介紹。架空線路和架空電纜混合線路的故障停電問(wèn)題則是配網(wǎng)自動(dòng)化就地智能處理重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

二、饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方式

結(jié)合配電網(wǎng)的故障類型和特點(diǎn)，為提高配電網(wǎng)發(fā)現(xiàn)、隔離、恢復(fù)故障的能力，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化，現(xiàn)階段主要的配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方式如下：

1.主站集中型FA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

（1） FA技術(shù)的工作原理。主站系統(tǒng)根據(jù)配電終端檢測(cè)的故障告警信息，結(jié)合變電站保護(hù)動(dòng)作信號(hào)綜合判斷，確定故障類型和故障區(qū)段，自動(dòng)或手動(dòng)隔離故障點(diǎn)，恢復(fù)非故障區(qū)段供電。

（2）FA技術(shù)的特點(diǎn)。FA技術(shù)的特點(diǎn)如下，第一，線路類型無(wú)限制，架空、電纜、混合都適合；第二，不要求變電站重合閘配合；第三，無(wú)須保護(hù)配合，便實(shí)施，管理簡(jiǎn)；第四分段不受限，擴(kuò)展靈活；第五，主干線路開(kāi)關(guān)采用蓄電池為后備電源，分界開(kāi)關(guān)配置超級(jí)電容為后備電源；第六，依賴通信及主站，投資較大，每次故障，整條線路存在短時(shí)停電。

2.分布智能型FA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

（1）分布智能型工作原理。配電饋線主干線上各個(gè)相鄰開(kāi)關(guān)的配電終端通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，相互交換電壓/過(guò)流、開(kāi)關(guān)位置和故障狀態(tài)等多種信息。發(fā)生故障時(shí)不需主站參與控制快速隔離；而后通過(guò)通信獲得相關(guān)的開(kāi)關(guān)已經(jīng)隔離故障信息，按預(yù)定的恢復(fù)機(jī)制恢復(fù)正常區(qū)間供電的一種饋線自動(dòng)化系統(tǒng)。

（2）分布智能型的特點(diǎn)。第一，DTU可自行收集處理相關(guān)故障信息并進(jìn)行控制決策；第二，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成多次過(guò)流沖激；第三，架空與電纜線路都適用；第四，不依賴于主站完成配電網(wǎng)故障自愈控制，動(dòng)作速度快；第五、對(duì)通信的速度、穩(wěn)定、要求比較高；投資比較大運(yùn)維要求高。

3.電壓時(shí)間型FA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

（1）電壓時(shí)間型FA技術(shù)工作原理。主干線分段及聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)采用" 電壓-時(shí)間型"負(fù)荷開(kāi)關(guān)，與變電站重合閘配合，自動(dòng)隔離故障，恢復(fù)非故障區(qū)間的供電。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，變電站保護(hù)跳閘，第一次重合閘，開(kāi)關(guān)得電后逐級(jí)延時(shí)合閘，當(dāng)合閘到故障點(diǎn)后，變電站再次跳閘，同時(shí) FTU 通過(guò)電壓-時(shí)間邏輯判斷出故障點(diǎn)并閉鎖兩端開(kāi)關(guān)；故障隔離后，變電站二次重合，恢復(fù)故障點(diǎn)前段線路供電，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)延時(shí)合閘，自動(dòng)恢復(fù)故障點(diǎn)后段線路供電。

（2）電壓時(shí)間型FA技術(shù)的特點(diǎn)。電壓時(shí)間型FA技術(shù)特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。第一，開(kāi)關(guān)采用"來(lái)電即合、無(wú)壓釋放"的原理，無(wú)蓄電池，真正免維護(hù)；第二，是不依賴通信及主站實(shí)現(xiàn)就地智能保護(hù)功能；第三，是資金投入小，周期短，見(jiàn)效快；第四，是適合城郊或農(nóng)村架空中壓配電；第五，需要變電站重合閘配合，用戶受短時(shí)停送電影響。

4.電壓電流型FA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

（1）電壓電流型FA技術(shù)工作原理。電壓電流型饋線自動(dòng)化是在電壓-時(shí)間型基礎(chǔ)上，增加了故障電流輔助判據(jù)。使非故障區(qū)間分段開(kāi)關(guān)在第一次重合閘后閉鎖分閘，減少第二次重合閘后恢復(fù)供電時(shí)間。 其次主干線設(shè)置帶時(shí)限和二次重合閘的分段斷路器，其后端線路發(fā)生故障自行切除，大大減少變電站出線斷路器的跳閘次數(shù)。

（2）電壓電流型FA技術(shù)特點(diǎn)。電壓電流型FA技術(shù)特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。第一，是減少 50%變電站出線斷路器跳閘，縮小故障引起的停電范圍；第二，是變電站出線斷路器重合成功率大幅提高，可達(dá)到90%以上；第三，是減少重合閘恢復(fù)供電時(shí)逐級(jí)合閘時(shí)間，減少非故障區(qū)段停電時(shí)間；第四，是無(wú)通信可對(duì)故障就地迅速隔離；第五，是適用于10kV架空、電纜等結(jié)線。

三、結(jié)語(yǔ)

采用FA就地智能故障處理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)的管、監(jiān)、控、優(yōu)的管理，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，配網(wǎng)中某條線路的小故障若不及時(shí)切除將會(huì)影響到其他線路，甚至演變成為三相短路，擴(kuò)大故障的影響范圍，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)控制能夠有效解決上述問(wèn)題，保障小康社會(huì)的用電安全。

參考文獻(xiàn)：

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