配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)線路故障區(qū)段查找分析

文/陳曉明，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局

由于我國的社會經(jīng)濟(jì)起步較晚，關(guān)于供配電系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用尚處于摸索與試點階段，國內(nèi)目前只在一小部分地區(qū)進(jìn)行試點的建設(shè)工作，就整體的發(fā)展而言，目前配網(wǎng)饋線自動化率在多個城市中的應(yīng)用低于百分之十。另一方面，由于我國目前尚未形成一套完善統(tǒng)一的模式，不同的設(shè)計方案之間的需求存在不同的差異，因此該領(lǐng)域的發(fā)展目前仍處于初期發(fā)展階段。因此必須加大對配網(wǎng)自動化在研發(fā)工作方面的投入，才能夠有效地提升配網(wǎng)自動化設(shè)備的綜合質(zhì)量與水平。

1 配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)的功能

該系統(tǒng)的工程主要分為5 個部分。包括：（1）故障處理功能一旦系統(tǒng)在發(fā)生故障問題的情況下，立刻啟動自動化判斷與隔離功能，等待故障問題得到有效地解決之后，系統(tǒng)自動恢復(fù)正常供電的狀態(tài)。 （2）遙測及遙控功能 遙測及遙控功能的關(guān)鍵作用是能夠?qū)╇娤到y(tǒng)的實時監(jiān)控展開及時有效的檢測和管理工作。 （3）重合閘控制功能 當(dāng)斷路器檢測到線路電流過高的狀態(tài)時，會在短時間內(nèi)出現(xiàn)跳閘情況，斷路器處于自動開斷狀態(tài)，此時重合閘控制系統(tǒng)就會迅速投入工作，啟動電源重合閘的功能對斷路器進(jìn)行控制，恢復(fù)線路送電功能。（4）負(fù)荷管理功能 監(jiān)測配電網(wǎng)整體的綜合負(fù)荷程度并且給出相對應(yīng)的調(diào)整方案。（5）過電流記錄功能 通過實時監(jiān)測記錄電流數(shù)據(jù)，排查故障情況。

2 配電網(wǎng)饋線保護(hù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 過電流保護(hù)

過電流的保護(hù)方式是屬于過去傳統(tǒng)的保護(hù)方式之一。由于受到企業(yè)經(jīng)濟(jì)運營成本的因素的影響，過去針對配電網(wǎng)饋線的保護(hù)方式一般都是使用電流保護(hù)這種基礎(chǔ)保護(hù)措施，這種保護(hù)措施比較適合長度較短的配電線路使用，一般會在以下兩種狀態(tài)時采取此類保護(hù)方案：（1）反時限電流保護(hù)。這種保護(hù)方式在時限的契合性方面同時需要應(yīng)對不同電流程度的時限狀態(tài)。（2）三段電流保護(hù) 這種保護(hù)方式的特征體現(xiàn)在更加快捷、靈活等特點。并且在不同程度上還能夠合理地控制運營成本。而缺陷則體現(xiàn)在：電流保護(hù)模式始終會將饋線看作一個系統(tǒng)的整體形態(tài)，一旦饋線發(fā)生故障，就需要在短時間內(nèi)立即切斷整體的線路，從而導(dǎo)致對該故障區(qū)域內(nèi)的線路以及設(shè)備產(chǎn)生重要的影響，為供電系統(tǒng)留下了安全隱患。另一方面，由于這種方式主要是依靠延長市場來對保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行選擇，因此在一定程度上會對供電設(shè)施使用周期產(chǎn)生較大的影響，同時也延長了解決故障的時限。

2.2 饋線自動化

在目前的發(fā)展階段，能夠充分發(fā)揮配電網(wǎng)饋線的保護(hù)作用需要從饋線自動化基礎(chǔ)上出發(fā)。該保護(hù)方式包含了兩項及其重要的系統(tǒng)保護(hù)，包括：（1）饋線自動化 充分利用強大的通信功能并在有效的時間內(nèi)完成信息的采集工作，并且能夠科學(xué)、合理地整合與之相關(guān)的程序，為饋線提供及時、有效的保護(hù)措施；（2）配電管理系統(tǒng)這種系統(tǒng)保護(hù)需要合理地運用與結(jié)合專業(yè)的管理方案以及技術(shù)的應(yīng)用，來提升配電系統(tǒng)的自動化管理質(zhì)量。這種保護(hù)方式能夠在不同的程度上突出傳統(tǒng)電流保護(hù)以及重合器保護(hù)措施的有效性，不僅縮短了解決故障的時長，同時也加快了恢復(fù)供電的時間。

3 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)線路故障區(qū)段查找原理

3.1 饋線故障區(qū)段定位

在一般情況下，針對饋線故障區(qū)段來進(jìn)行定位能夠在短時間在解除危機與安全隱患，確保配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行。但與此同時，在對故障區(qū)段進(jìn)行評估的過程中需要用到輻射狀網(wǎng)及樹狀網(wǎng)，來評估饋線沿線以及各個不同的斷路器之間是否有發(fā)生故障電流的情況。一旦饋線上出現(xiàn)單一故障問題，需要立刻明確故障區(qū)段是否是由于電源側(cè)沿著線路末端的具體方向是由有遭遇過故障電流的斷路器一直到首個未曾出現(xiàn)故障電流斷路器的所有區(qū)段范圍， 來對故障區(qū)的整個范圍進(jìn)行精準(zhǔn)定位，確保故障問題能夠得到及時修復(fù)并恢復(fù)供電。

3.2 事故跳閘斷路器定位

為了能夠促進(jìn)判斷功能在針對斷路器的運行狀態(tài)進(jìn)行更好的監(jiān)測，并且確保故障電流是否會影響到斷路器的正常運行，必須在斷路器的上方位置安裝FTU 裝置，需要注意的是，因為隔離故障區(qū)段未能夠有效地按照不同類型的斷路器固定不同標(biāo)準(zhǔn)的定值，不同類型的斷路器之間雖然存在一定的差異，但同時也可以使用相同的定值。當(dāng)故障區(qū)段在采取隔離措施之后，得到精準(zhǔn)定位的跳閘斷路器的也就成為非故障區(qū)段啟動自動恢復(fù)供電的核心作用。

3.3 事故跳閘斷路器定位矩陣

在出現(xiàn)故障問題之前，采用斷路器的狀態(tài)信息矩陣A 排除事故發(fā)生后斷路器的狀態(tài)信息建立矩陣B，通過這種方式即可得出結(jié)論，也就是跳閘斷路器發(fā)生故障問題。根據(jù)上文所發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問題，可直接采用事故跳閘斷路器對其進(jìn)行定位矩陣C 來明確因素。一旦明確矩陣C 位置的第2 個元素值是1，即可確認(rèn)在出現(xiàn)故障問題以后需要由斷路器2 跳閘來對故障電流進(jìn)行切斷。根據(jù)過去的推算方案得知，故障區(qū)段通常都是出現(xiàn)在斷路器 的3 與4 的范圍內(nèi)。針對這種情況需要通過自動恢復(fù)功能來將斷路器2 調(diào)至合閘上。充分利用計算機技術(shù)，來實現(xiàn)饋線的自動化功能，有效判斷故障段的查找與隔離工作。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文介紹了配電網(wǎng)饋線的保護(hù)特征與具體的保護(hù)作用，并且提出部分針對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)線路故障的應(yīng)對策略，為供電系統(tǒng)提供一些參考促進(jìn)供電企業(yè)的發(fā)展。