10kV配網(wǎng)中故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用分析

譚武

摘 要：10kV配網(wǎng)系統(tǒng)故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)是自動(dòng)化診斷技術(shù)的代表，這兩大技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)系統(tǒng)故障診斷中能夠有效地克服傳統(tǒng)故障識(shí)別技術(shù)的不足，確保及時(shí)地定位并識(shí)別故障，有利于故障的及時(shí)排查。本文重點(diǎn)分析了10kV配網(wǎng)系統(tǒng)故障特點(diǎn)，故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)的結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行原理以及在配網(wǎng)系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)系統(tǒng);故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控;自動(dòng)化控制器;自愈

前言

10kV配網(wǎng)系統(tǒng)是否安全、平穩(wěn)地運(yùn)行直接關(guān)系到配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，關(guān)系到配網(wǎng)的工作狀態(tài)，在掌握配網(wǎng)系統(tǒng)故障特點(diǎn)基礎(chǔ)上來(lái)充分地利用這兩大技術(shù)，不僅能夠提高故障識(shí)別效率，還能減少故障帶來(lái)的負(fù)面影響。

1? 10kV配網(wǎng)故障特點(diǎn)分析

10kV配網(wǎng)故障種類(lèi)較多、類(lèi)型復(fù)雜，其中最常見(jiàn)的故障為：兩三項(xiàng)短路、單相接地短路等。早期的農(nóng)村電網(wǎng)線(xiàn)路，由于配置的分段開(kāi)關(guān)較少，大部分負(fù)荷開(kāi)關(guān)對(duì)線(xiàn)路故障點(diǎn)自動(dòng)隔離的能力很差，此時(shí)就需要運(yùn)維人員識(shí)別故障，并在第一時(shí)間通過(guò)切斷、隔離等方式來(lái)解除故障，控制故障的影響范圍，從而最大程度地控制損失。而配網(wǎng)運(yùn)行中，一些架空線(xiàn)路難免遇到一些障礙物，例如：樹(shù)木、建筑物等，從而影響故障排查工作的開(kāi)展，當(dāng)個(gè)別的敷設(shè)在地下的線(xiàn)路出現(xiàn)故障時(shí)，很難通過(guò)人工排查的方式來(lái)識(shí)別故障，將增加故障診斷成本，針對(duì)配網(wǎng)故障的特點(diǎn)就必須轉(zhuǎn)變故障排查思路，采用先進(jìn)的、現(xiàn)代化的故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)，對(duì)配網(wǎng)故障進(jìn)行自動(dòng)化地識(shí)別，現(xiàn)時(shí)隨著開(kāi)關(guān)自動(dòng)化改造的開(kāi)展，大批量的舊型開(kāi)關(guān)更換為自動(dòng)化斷路器FTU和自動(dòng)化開(kāi)關(guān)柜DTU，相應(yīng)的很多變電站也開(kāi)展了改造工程，投入小電阻接地技術(shù)，通過(guò)站端和自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的定值配合，根據(jù)主站的數(shù)據(jù)處理，完成自動(dòng)開(kāi)斷重合動(dòng)作，這大大增強(qiáng)了電網(wǎng)隔離故障點(diǎn)和線(xiàn)路自愈的能力，并能夠把各開(kāi)關(guān)的動(dòng)作信息通過(guò)相應(yīng)的通信系統(tǒng)發(fā)送短信到運(yùn)維人員的手中提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提高了故障診斷工作效率。

2? 故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)特點(diǎn)分析

故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)能夠高效地監(jiān)控配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)地檢測(cè)出運(yùn)行數(shù)據(jù)，也能及時(shí)地識(shí)別出配網(wǎng)故障，例如：漏電事故、故障電流、指示器短路、各次故障信號(hào)的變化、造成的主變變低的電壓變化等，也能?chē)@線(xiàn)路的多種故障實(shí)施高效地分析，并精準(zhǔn)地定位故障，從而為故障的檢修、維護(hù)等提供充分的數(shù)據(jù)和信息作為依據(jù)，也能有效地控制線(xiàn)路檢修、維護(hù)的時(shí)間，縮小線(xiàn)路檢修、維護(hù)所引發(fā)的停電范圍，有效地支持10kV配網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。而舊式的故障排查法由于只能依據(jù)開(kāi)關(guān)跳閘的區(qū)域大致上判斷故障點(diǎn)，運(yùn)維人員難以精準(zhǔn)地定位故障點(diǎn)，還容易混淆故障位置判斷和故障類(lèi)型判斷，延誤故障檢修的最佳時(shí)間，從而造成負(fù)荷損失。

3? 故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)由多個(gè)結(jié)構(gòu)、多項(xiàng)部分構(gòu)成，具體為：前端采集系統(tǒng)、軟件管理系統(tǒng)、接地故障點(diǎn)巡查系統(tǒng)等。

3.1前端采集系統(tǒng)

承擔(dān)著配網(wǎng)線(xiàn)路運(yùn)行概況的檢查、監(jiān)測(cè)，而且要將采集數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，并對(duì)應(yīng)分析線(xiàn)路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)地判斷線(xiàn)路的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，從而斷定有無(wú)故障。

3.2 軟件管理系統(tǒng)

負(fù)責(zé)接收來(lái)自于前端采集系統(tǒng)所傳輸?shù)木€(xiàn)路運(yùn)行數(shù)據(jù)，而且深入地剖析數(shù)據(jù)，并動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)配網(wǎng)線(xiàn)路的現(xiàn)實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合線(xiàn)路的現(xiàn)實(shí)運(yùn)行情況對(duì)遠(yuǎn)程分合斷路器加以控制，若發(fā)生故障或其他問(wèn)題，則能精準(zhǔn)地定位故障區(qū)域，并對(duì)故障進(jìn)行分析，也能高效地控制前端采集系統(tǒng)的分合斷路器。及時(shí)地切除、隔離故障區(qū)相關(guān)線(xiàn)路。

3.3 接地故障巡查系統(tǒng)

接地故障點(diǎn)巡查系統(tǒng)則承擔(dān)著接地故障的檢測(cè)功能，若配網(wǎng)系統(tǒng)存在單相接地故障，系統(tǒng)將在故障線(xiàn)路內(nèi)添加檢測(cè)信號(hào)，并利用合適的檢測(cè)設(shè)備來(lái)明確單相接地故障點(diǎn)，協(xié)調(diào)人員高效地定位故障點(diǎn)，最大程度地減少人力、物力等的投入，控制故障排查的時(shí)間。同時(shí)，接地故障點(diǎn)巡查系統(tǒng)也可以被用在正常的配網(wǎng)線(xiàn)路中，對(duì)應(yīng)檢測(cè)出線(xiàn)路中的負(fù)荷電流。

4? 10kV配網(wǎng)中故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

4.1 故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)安裝于配網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，其關(guān)鍵是安裝前端采集系統(tǒng)，在實(shí)際安裝架空線(xiàn)路操作中，能夠同柱上斷路器一體化安裝，借助專(zhuān)門(mén)的斷路器、電纜二次接線(xiàn)等加以連接，而且要讓柱上斷路器與前端采集系統(tǒng)有效組合，并將這兩大設(shè)備都統(tǒng)一裝配至柱上，此時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的斷路器運(yùn)行中，工作電源就能結(jié)合互感器的運(yùn)行線(xiàn)路來(lái)加以調(diào)整。這兩技術(shù)應(yīng)用于10kV配網(wǎng)系統(tǒng)，則可以有效地發(fā)揮各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)功能，輔助10kV配網(wǎng)系統(tǒng)的工作狀況、運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)10kV配網(wǎng)線(xiàn)路上故障診斷系統(tǒng)完善之后，運(yùn)維人員可以利用配電自動(dòng)化系統(tǒng)或終端，監(jiān)視配電線(xiàn)路的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路故障，診斷出故障區(qū)間并將故障區(qū)間隔離，通過(guò)主站與級(jí)差保護(hù)融合式重合動(dòng)作，借助自動(dòng)化、通信手段，通過(guò)配電自動(dòng)化主站和配電自動(dòng)化終端配合，發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)終端開(kāi)關(guān)通過(guò)就地重合閘功能處理瞬時(shí)故障，如重合閘不成功則進(jìn)入主站自動(dòng)隔離故障及轉(zhuǎn)供電操作，使故障區(qū)的上、下游都自動(dòng)恢復(fù)供電，逐步達(dá)成線(xiàn)路的自愈甚至是多條聯(lián)絡(luò)線(xiàn)路之間的故障段前后隔斷，實(shí)時(shí)自愈互供。

4.2 安裝FTU和DTU系統(tǒng)

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV配網(wǎng)系統(tǒng)的故障診斷與運(yùn)行監(jiān)督，首先要安裝前端采集系統(tǒng)和軟件管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的目標(biāo)。其中FTU發(fā)揮著重要的自動(dòng)化功能，此系統(tǒng)是達(dá)到自動(dòng)化安裝的前提條件，因?yàn)槠鋰@FTU這一核心進(jìn)行數(shù)據(jù)、信息的采集，要想達(dá)到前端采集的目標(biāo)則要將其和同柱斷路器之間同時(shí)裝配，而且要擇選斷路器，同二次接線(xiàn)等連接，以此達(dá)到FTU設(shè)備和斷路器之間的契合，系統(tǒng)中的柱上斷路器可以借助蓄電池來(lái)提供電能，根據(jù)互感器的運(yùn)行線(xiàn)路來(lái)調(diào)節(jié)電源，軟件管理系統(tǒng)則要結(jié)合其工作概況、運(yùn)行情況、現(xiàn)實(shí)需求等來(lái)加以開(kāi)發(fā)。

4.3 自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)故障

借助高端的智能化技術(shù)、信息技術(shù)等來(lái)對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)，能將來(lái)自于配網(wǎng)的各類(lèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)、信息等傳遞到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠結(jié)合傳遞的數(shù)據(jù)、信息來(lái)集中展開(kāi)分析，參照來(lái)自于前端采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，科學(xué)地接收、分析這些數(shù)據(jù)，而且從整體上加以監(jiān)測(cè)、調(diào)控，參照配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、線(xiàn)路的工作模式等來(lái)分析系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

4.4 完善管理系統(tǒng)

配網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)主要依托于GIS系統(tǒng)，此系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中依然有很多缺點(diǎn)和不足，對(duì)此就要強(qiáng)化配網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)來(lái)補(bǔ)充其中的不足，積極地優(yōu)化配網(wǎng)線(xiàn)路、配電設(shè)備等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息、數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集，達(dá)到管理系統(tǒng)對(duì)線(xiàn)路狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)采集與動(dòng)態(tài)分析，對(duì)其進(jìn)行深入改造與升級(jí)，變成信息集成系統(tǒng)交互的核心。

5? 結(jié)語(yǔ)

配網(wǎng)系統(tǒng)故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)具有十分重要的作用，這兩大技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)配網(wǎng)系統(tǒng)故障的自動(dòng)化診斷、監(jiān)測(cè)，從而確保配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)管理系統(tǒng)的優(yōu)化，來(lái)充分地利用這兩大技術(shù)，不僅能提高配網(wǎng)系統(tǒng)故障識(shí)別效率，還能減少故障診斷帶來(lái)的其他問(wèn)題，縮小故障檢修的影響范圍，提高供電的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李景祿.電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修技術(shù)[M].中國(guó)水利水電出版社，2012

[2]金曉波，杜萌.10 kV 配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修探析[J].電子制作，2013（24） ： 164-164.

[3]李智敏，姜衛(wèi)明，劉祖喜.農(nóng)網(wǎng)配電線(xiàn)路故障定位和隔離系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（3）：145-146.

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