智能配電網的故障處理技術分析

(大盛微電科技股份有限公司，河南 許昌 461000)

0 引言

配電網絡是電力系統直接與分散在各地的用戶相連的部分，通常其電壓等級不超過10 kV，有少部分配電網為20 kV電壓等級網絡構架。智能配電網(Smart distribution grid，SDG)是智能電網的重要組成部分，與傳統配電網相比，具有更高的安全性，可提供更高的電能質量，支持DER的大量接入，可實現與用戶的互動[1]。此外，智能配電網具備自愈能力，這種能力的實現，與其自動化的故障處理技術相關。一旦配電網絡發生故障，可迅速實現故障定位、隔離，在短時間內恢復非故障區供電。

1 智能配電網的故障處理技術特征

1.1 提升系統運行安全性

智能配電網故障處理技術能夠檢測出電力網絡中存在的安全隱患，及時檢修，而且在故障發生的第一時間，系統可直接隔離故障路段和其他區域，可以自動檢測出電網的安全隱患，同時將故障路段與其他區域電網隔離開來，以防故障范圍擴大，最大程度保障整個配電網絡的安全性，確保供電的穩定性，減少配電網突發故障給用戶帶來的影響。

1.2 提高自動化和信息化程度

智能電網故障處理技術中具備高級數據通信網絡及傳感測量技術，能夠在線監測整個電網的運行狀態，這樣電網任一環節發生故障，都可以在最短時間內被感知，讓故障迅速得到解決。整體而言，在現代化信息技術及自動化控制技術的支持下，故障處理技術能夠第一時間感知故障，并將故障信息傳遞出去，匯報給控制中心。在控制中心工作人員遠程調控及既有程序調控下，作出切斷處理，從而就近派遣工作人員進行檢修，這樣能夠大大縮短檢修時間[2]。

1.3 加強電網互動性和主動性

智能電網故障處理技術具有極強的主動性，可自發檢測整個配電網絡的運行情況，采集電網內所有電力設備的運行數據，并自主展開數據分析，與政策數據范圍進行對比，如若數據異常，極有可能該路段發生故障，這樣可以準確預測故障的發生情況，自動排除、處理故障。在故障處理過程中，借助于人機互動技術，人工可依據機器的信息，制定最佳解決方案，利用操控權限干預電網系統運行的情況，確保智能配電網安全穩定運行。

2 智能配電網的故障處理技術

2.1 使用分布式的智能化技術

當前，集中控制模式是我國電力網絡的主流控制模式，在這一模式中，系統能夠根據通信道路及主站系統，通過數據分析，作出故障隔離和負荷轉供等指示。在以前，集中控制模式中采取分段器、重合器分離的模式，這種傳統模式無法借助信道傳遞信息，運行效率低。而在智能配電網中，采用的是分布式智能化技術，這種技術可有效提升故障隔離的自動化水平，確保配電網運行的安全性與穩定性。分布式智能技術依靠內部處理設備即可傳輸信息，無需依賴通信信道、主站系統等外界設備，可有效提高故障隔離的自動化水平，確保智能配電網的安全穩定運行。當故障發生時，分布式智能化技術能夠根據故障信息制定對癥解決方案，第一時間隔離故障電路，緊急啟用其他電源供電，確保故障路段能夠迅速回歸正常供電狀態。遠程自動化技術與分布式智能化技術的結合，確保信息能夠及時傳遞，故障解決方案能夠迅速得到執行，有效控制故障影響范圍。

2.2 故障點自動定位技術

2.2.1 短路故障指示作用

當配電網絡發生故障，工作人員進行檢修，首先應該確定故障發生的位置，隨后方可采取應對措施，也就是，確定故障地點的速度，將直接影響到故障檢修的速度。故障點自動定位技術是一種能夠實現故障點自動化定位的技術，一般而言，智能配電網會安裝智能化的故障指示器，一旦該路段發生故障，這一設備會自主發出故障信號，顯示故障電流路徑[3]。為了構建一個全面覆蓋配電網絡的故障點自動化定位系統，需要配置大批量故障指示器。一旦出現故障，故障點的指示信息能夠更精確，提升故障點定位的精確度，為檢修人員提供準確信息，從而有效提升故障檢修效率。比如當故障指示器在檢測到控制范圍內線路電流與其標準定值相比過大時，設備會發出故障信號，提醒工作人員，且電流越大信號越強，工作人員可通過信號大小判斷故障程度，從而作出有效應對。

2.2.2 單相接地故障定位

我的個人生活從2015年秋天開始轉變，此前，我以為自己乃至身邊人的一生，如一列裝載著親情、瑣碎、痛楚、矛盾、幸福、合作、悲傷、愉悅的高速列車。在時間的軸線上，無數顏色和內涵基本雷同的列車，大同小異，方向一致地奔行，再不會變軌和改道。然而，我錯了。先是近26年的工作徹底變動。這對已經中年的我，并不算什么。對既往容身的集體，我心懷感激。即使離開，特別是響應一種合乎發展之道的指令，我覺得個人應當予以配合，一點都不驚慌失措。因為，基本的生存已經不是問題，況且，我從沒有奢望過多么豪華的物質生活，也沒有渴望過一呼萬應的權力。

當前，部分配電網中性點未直接接地，導致系統無法精準鎖定故障點。而且，受到配電網絡玩家設置差異的影響，其構造與接地模式的匹配度不高，導致一些傳統故障定位方法電壓法、零序電流法等無法發揮出應有的效用。中阻智能接地技術是一種新型故障排除技術，可實現精確單項接地故障定位、排查，整個技術系統由信號源設備、故障監測設備這兩部分主要設備組成。在技術應用過程中，需將可控電阻接入變壓器中性點、大地之間，這樣能夠迅速將動態電阻負載信號接入，如此一來，負載電流被帶有故障的信號信息碼電流可得到疊加，實現故障信息的高效迅速接收[4]。在配電網絡中，存在較多線路交叉、分支，最左側的接地故障指示器是最重要的，為了確保故障指示器能夠有效監測故障信號，應該優化設備的分布設計及操作方式。

2.3 網絡保護技術

當前我國電網系統大范圍應用舊式電流保護系統，在配電網運行過程中，工作人員應重點關注保護動作配合問題，因為稍有不慎就可能發生故障。為了降低故障發生幾率，人們開始研究新型網絡保護技術，爭取提升數據傳輸效率，減輕工作人員的負擔，無需過度關注保護動作的配合問題。在新型網絡保護技術中，采用了CAN線路的數據傳輸技術，當某電路線段發生短路問題，故障信息可實時傳輸同步到網絡中，實現信息共享，確保故障能夠在第一時間得到解決。基于信息共享能力，網絡保護系統可優化智能配電網的協作、配合能力，保護能力強、覆蓋范圍廣，系統保護對象可從點拓展線，從線輻射到面，實現級間配合。而且，在計算機技術、網絡通信及時的支持下，網絡保護技術的保護機制快捷性、選擇性沖突得到解決。

3 結語

在智能配電網中，融合應用了配電網高級自動化技術、自動化控制技術、通信技術、人工智能技術及傳感技術等現代化科技，可實現對于配電網及電力設備的可視化管理，動態監測配電網運行狀態，實現對于配電網的自動化控制、保護及故障發生時的自愈控制，為電力用戶提供可靠、安全、環保的電力供應服務[5]。智能配電網在運行過程中，會受到諸多外界因素的干擾，長期下來，難免發生故障，但是借助于故障處理技術，能夠高效精準定位故障，予以切斷、縮小故障范圍，降低突發故障造成的影響，優化供電服務質量。