城市配電系統自動化及故障處理方式的應用

張菁菁

摘 ?要：隨著時代科技的不斷進步發展，對電力系統加工生產也產生了巨大的變革影響，越來越多的自動化、智能化、信息化設備被廣泛應用于城市配電系統當中，電力工作人員可以通過遠程操作控制開關，實現對城市用電的自動化配送。而自動化的配電系統也不是萬無一失的，也存在著一定的安全隱患，本文對城市配電系統自動化及故障處理方式作出了相關研究探討。

關鍵詞：城市配電系統 ?自動化 ?故障處理 ?信息化設備

中圖分類號：TM76 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2021）04（b）-0074-03

Application of Urban Power Distribution System Automation and Fault Handling Methods

ZHANG Jingjing

（State Grid Nari Nanjing Control System Co.， Ltd.， Nanjing， Jiangsu Province， 211106 ?China）

Abstract： With the continuous advancement and development of science and technology of the times， it has also had a huge impact on the processing and production of power systems. More and more automated， intelligent， and information equipment are widely used in urban power distribution systems. Personnel can remotely operate the control switch to realize the automatic distribution of urban electricity. The automated power distribution system is not foolproof， and there are certain safety hazards. In this article， based on my own practical work experience， the author makes relevant research and discussion on urban power distribution system automation and fault handling methods.

Key Words： Urban power distribution system; Automation; Fault handling; Information equipment

電力作為現代城市中不可或缺的一種動力能源，伴隨著城市化進程的不斷發展，家庭用電需量也在不斷增加，而這對城市配電系統的供電質量和供電安全可靠性提出了更高的要求。雖然現下我國城市配電網系統基本實現了自動化，但在實際配電過程中還是會存在著各種隱患因素，而導致自動化配電系統出現故障，影響企業居民的用電，因此在新時期深化電力企業改革的背景下，能夠及時對城市配電系統自動化故障作出有效的研究處理十分必要。

1 ?城市配電系統自動化的構成

城市配電系統自動化主要是由兩部分組成，分別是信息采集系統和饋線自動化，首先，信息采集系統的構成比較復雜，由配電主站層、子站層和終端設備層組成：（1）配電主站層，可從不同的子站層收集獲取數據信息，并對配電系統進行整體的控制和監視，這樣就可以全面地監控配電網的運行狀態，及時對供電故障情況作出診斷，并對故障區與非故障區進行隔離，以此更好地保障城市配電系統供電質量。（2）配電子站層，由于現代城市配電系統覆蓋面較大、通信端口較多，因此配電系統所采集到的信息，往往不能直接傳輸到主站層，為減輕主站層的運行負荷，就會通過配電子站層先去收集配電區域的信息，然后經過子站層的處理，再將信息統一傳輸到主站層，然后由主站層對運行情況進行統一監控，再將相關的命令信息反饋給終端設備層，實現自動化調度[1]。（3）終端設備層，一般是由FTU、DTU等構成，主要負責配電系統的數據采集和控制工作，并執行主站層和子站層發送的命令，而終端設備的運行情況，直接關乎城市配電系統的運行狀態。具體如圖1所示。

其次，饋線自動化，在當下的城市配電系統自動化中，饋線自動化是重要的組成部分，其主要的功能就是控制和采集，可對過錯方的配電電壓、饋線電流、開關狀態做出監控，從而實現城市配電系統自動化線路開關的自動開/合閘功能。此外，若是城市配電系統出現負荷分布不均的情況，也可以通過饋線自動化均衡負荷，同時，饋線自動化還可以及時對線路中的運行故障自動切除，將故障區進行隔離，這樣就可以有效避免故障擴大造成癱瘓，從而為城市配電系統自動化的優化運行提供保障。

2 ?城市配電系統自動化故障原因

與傳統人工控制配電方式相比，自動化配電系統通過信息采集系統和饋線自動化，可以自動對配電系統的運行情況作出檢測，很大程度可以保障城市配電系統運行安全，但在實際運行過程中，還是不可避免會出現一些抗力因素，而引發城市配電系統自動化故障問題。如主變壓故障及110kV進線失壓故障，由于瓦斯保護動作及主變差動跳閘，引發110kV進線失壓保護動作，從而造成城市配電系統自動化故障?？蚣鼙Ｗo動作故障，通常表現在電流型框架保護當中，從而導致直流進線開關和交流進線開關出現跳閘，從而誘發城市配電系統自動化故障問題[2]。此外，環網電纜故障，這也是非常常見的一種城市配電系統自動化故障，若是出現該故障可誘發線路差動保護動作，并導致線路跳閘，同時若是發生故障的電纜進線，就會使變電所35kV母線開關出現自投，從而誘發城市配電系統自動化故障。而造成這些多樣故障問題的原因有很多，包括操作不當原因、自動化程度低、配電系統設備落后、管理制度不健全等。為更好地保障城市配電系統自動化穩健運行，有必要對這些城市配電系統自動化故障問題進行有效處理。

3 ?城市配電系統自動化故障處理方式的應用

3.1 大力推進城市配電系統改造

我國城市配電系統自動化程度還有待提高，進一步對城市配電系統做出升級改造，縮減與發達國家電力工業之間的差距，是有效解決配電系統故障的根本。但需要注意的是，由于城市配電系統改造是一項工程量大、系統復雜的工作，為此，本文建議今后城市配電網系統建設，應結合城市發展情況，合理有序地做出改造，適度地增加城市配電網的傳輸容量，在確保安全、高效運行的基礎上，不斷地提升城市配電網的供電質量，優化城市自動化配電網結構[3]。如要有序地將城市配電網改造成環網結構，同時加大對創新技術的投入使用，若是遇到電網線路裝置故障，應在保障配電網絡安全的基礎上，安裝各類故障檢測設備。在這個過程中，可以使用智能型就地故障檢測設備，對電纜故障進行查詢，同時大力推進檢修進程，將電網損耗降到最低。而在進行城市配電系統改造的過程中，應盡可能地交由技術嫻熟的工作人員完成，這樣可以更好地推進城市配電系統自動化進程，從本質上解決故障問題的發生。

3.2 應用綜合檢修技術查找故障

城市配電系統自動化故障復雜多樣，若要更好地處理故障，在實際檢修的過程中，應用綜合檢修技術查找故障，本文做出以下幾個方面的建議。首先，電源故障檢修法。一般情況下，城市配電系統自動化很少出現因自身原因而引發的故障，因此可以優先對電源故障進行檢查，檢查系統電源是否出現接觸板故障，是否存在電源電壓波動、熔斷器斷裂故障等，以此對城市配電系統自動化故障快速檢修。其次，整體故障分析法。間隔部分、通信部分、站控部分形成了城市配電系統自動化，工作在對故障進行檢修時，應結合工作經驗，了解城市配電系統自動化的不同構成部分和運轉原理，從整體分析，及時查找出故障所在，并針對性地做出處理[4]。再次，查看通訊線路找出故障。城市配電系統自動化大多運用光纖作為數據傳輸線纜，若是線纜松動或者剪斷，也很容易導致城市配電系統自動化故障，因此在進行檢修時，可以將網線插頭拔出，并重新進行連接，若是發現線纜斷線，應重新固定連接。最后，跟蹤信號故障檢測。城市配電系統自動化是通過數據的傳輸、收集、采集完成，信號故障也是導致城市配電系統自動化故障的重要原因，對此可以借助一些專業的檢修儀器，對信號進行探側，以此及時作出檢修處理。

3.3 做好信息和安全控制工作

城市配電系統自動化覆蓋范圍交廣，若要有效規避城市配電系統自動化故障，就必須要從源頭上做好信息和安全控制工作。其中信息管控是城市配電系統自動化的基本功能，可對城市配電系統的信息數據實時收集，為操作人員自動化操作提供依據，要保障城市配電系統自動化信息儲存系統處于隨時更新的狀態，可對監控數據實時接收、篩選、分類、儲存，這樣若是后續配電網系統出現故障，就可以第一時間做出處置，發送正確的處置命令，實現對配電狀態的合理管控，高效、便捷地處理故障。為此在配電系統管理儲存信息后，及時對運行情況做出匯總，在出現故障前，就及時地發送預警信號，并做出合理有效地處置?？傊咝У男畔⒐芸毓δ?，是防止城市配電系統自動化故障的關鍵，為避免城市配電系統自動化故障，就必須要加強信息管控工作，做好信息和安全控制，這樣才能更好地提升配電系統的自動運行效率，維護城市配電系統自動化運行安全。

3.4 優化配電網的接線方式

城市配電系統結構在不同地區的負荷各有不同，因此故障處理方式也有很大的差異，在實際處理過程中，應該做到因地制宜，根據電網接線方式，合理地做出故障處理。如兩條電線“手拉手”的接線方式是一種最常見的配電網接線方式，這種接線方式具有接線簡單，調度靈活的特點，當一條線路出現故障，停電線路檢修可以通過聯通開關操作，短時間恢復供電[5]。此外，還可以通過安裝分段開關的方式，將整個線路劃分成若干個區段，這樣其中一個區段發生故障，也可以通過自動化調度控制，將故障區與非故障區進行區分，從而使非故障區可以快速通電，這樣就更好保障了城市配電系統自動化的安全性。但需要注意的是，對于一些負荷集中，且對供電可靠性要求比較高的區域，或者線路走線受到一定限制的區域，就可以采用三線兩站、三線三站的方式進行接線，以此形成一個“Y”形線路，這樣可以更好的保障城市配電系統自動化穩固運行。

3.5 有效規避故障裝置檢修不當操作

城市配電系統自動化故障處理與檢修工作人員操作和檢修不當有很大的關系，因此為更好地保障城市配電系統自動化可靠性運行，采取有效的措施規避故障裝置檢修不當操作十分必要，本文建議從兩個方面入手。首先，加強對城市配電系統自動化檢修工作人員的培訓教育工作，應定期組織內部培訓，幫助他們提升工作認識，了解先進前沿的城市配電系統自動化檢修技術，明確城市配電系統自動化的構造結構和原理，以此確保在發生故障時，可以快速做出檢修，并在日常工作中有序工作[6]。其次，構建完善的責任制度，明確城市配電系統自動化故障檢修規劃流程，確保工作人員在實際工作中可以認真遵守。同時要通過有效的獎懲制度，提升檢修人員的責任心，有效規避故障裝置檢修不當操作。

4 ?結語

城市配電系統自動化穩固運行，對城市用電質量有著直接的影響，在新時期背景下，城市用電量不斷增加，雖然自動化的配電系統裝置可以最大限度地對故障進行檢測，但在實際運行過程中，還是有很多不可抗力的因素，會導致城市配電系統自動化故障，因此為更好提升城市配電系統自動化供電質量，今后還需不斷對城市配電系統自動化及故障處理方式做出深化研究。

參考文獻

[1] 田方媛.配電系統發展狀況評估及故障診斷研究[D].杭州：浙江大學，2017.

[2] 李楚.智能變電站繼電保護系統的工程實踐[D].鄭州：鄭州大學，2018.

[3] 付俊虎.城市網格化智能配電網規劃研究[D].濟南：山東大學，2019.

[4] 張宏偉.城市配電網項目EPC模式風險管理問題研究[D].華北電力大學（北京），2017.

[5] 孫小涵.提升城市配角電網韌性的研究[D].北京：北京交通大學，2019.

[6] 馬樂.配電網供電可靠性分析及提高措施研究[D].北京：華北電力大學，2016.