基于配網(wǎng)自動化的故障處理技術應用

丁 靜

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司 東臺市供電分公司，江蘇 東臺 224200）

0 引 言

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對于保障電力系統(tǒng)供電質量有著重要作用，目前我國配網(wǎng)自動化系統(tǒng)開發(fā)和應用的時間較短，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在應用過程中仍然存在一些問題，對于提高供電可靠性有阻礙。供電企業(yè)必須根據(jù)實際情況改造和優(yōu)化配網(wǎng)系統(tǒng)，引進先進技術來提升配網(wǎng)自動化程度。基于配網(wǎng)自動化，在故障發(fā)生時及時進行分析，將其隔離在一個很小的區(qū)域內(nèi)，以免對整個配電系統(tǒng)造成不良影響，提高電力供給質量與效率。電力企業(yè)與電力工程師需在配網(wǎng)自動化技術聯(lián)合應用過程中，借助完備的信息傳輸鏈，實現(xiàn)各種信息資料的有效傳輸，確保配網(wǎng)系統(tǒng)的運行更具高效性、完整性以及全面性[1]。

1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在對電力系統(tǒng)進行自動化管理時，主要應用電子信息技術、計算機互聯(lián)網(wǎng)技術、通信技術以及自動化控制技術，在新型高性能配電設備的輔助下，實現(xiàn)電力分配、供應，達到以更低的成本進行數(shù)據(jù)采集、遠程監(jiān)測監(jiān)控、電壓管理、故障診斷以及協(xié)調配電網(wǎng)設備運行的目的。通過配網(wǎng)系統(tǒng)自動化實現(xiàn)電網(wǎng)實時監(jiān)管與控制，可以對配電網(wǎng)的狀況、信息進行集成，不僅能夠在供電期間及時發(fā)現(xiàn)故障，還能在第一時間實現(xiàn)配電網(wǎng)絡維護。傳統(tǒng)電網(wǎng)布局作業(yè)的工作量較大，一旦發(fā)生問題檢修持續(xù)時間較長、檢修程序煩瑣，已無法適應當前階段我國電力用戶的大量需求，無法達到提升用電質量的要求。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)能有效解決供電問題，滿足用電增長所需，提高配電網(wǎng)運行時效性[2]。

2 配網(wǎng)自動化故障處理技術的應用優(yōu)勢

配電網(wǎng)故障自動處理技術是智能信息時代發(fā)展到一定階段的成果，縮小了故障范圍，能夠切實提升故障處理效率，充分保障配電網(wǎng)穩(wěn)定運行，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。自動化技術的發(fā)展促進配網(wǎng)系統(tǒng)向自動化發(fā)展，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設速度不斷加快。在實際應用中，配網(wǎng)自動化故障處理技術有如下優(yōu)勢。

在開展電網(wǎng)運行維護工作時，借助配網(wǎng)自動化故障處理技術可以及時采集電網(wǎng)運行參數(shù)，迅速鎖定電網(wǎng)故障問題，實現(xiàn)故障原因的實時有效分析，有利于實現(xiàn)故障自動化定位，在最短的時間內(nèi)恢復配網(wǎng)系統(tǒng)常規(guī)化供電，縮短電網(wǎng)系統(tǒng)和供電設備的非計劃停電時間，提高配網(wǎng)系統(tǒng)供電的安全性和穩(wěn)定性。

借助實時監(jiān)測系統(tǒng)可以有效探測不同路線的負載大小、分布情況，基于實際電壓對無功補償電容器投切情況進行自動控制，對配網(wǎng)中每一條線路上的電壓、電流進行自動化監(jiān)測，進而根據(jù)實際需要選擇相應的無功補償裝置，滿足配電系統(tǒng)對無功功率的需求。結合地理信息系統(tǒng)技術和無線傳輸技術可以將采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸至遠程監(jiān)控平臺，以便為電網(wǎng)管理者提供更加全面、準確的管理決策依據(jù)，同時使相關工作人員更好地了解整個供用電網(wǎng)絡的運行狀況和發(fā)展趨勢[3-5]。

依靠自動化監(jiān)測系統(tǒng)的遠程監(jiān)測功效可以更及時地發(fā)現(xiàn)各用戶計量設備的狀態(tài)，遠程監(jiān)控用戶的用電情況，對非法竊電行為進行管控。除此之外，借助配網(wǎng)自動化系統(tǒng)還可以有效促進系統(tǒng)線路高效運轉，對配網(wǎng)起到保護作用。

3 配網(wǎng)自動化故障處理模式分析

3.1 斷路器保護模式

目前，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)故障處理最常規(guī)的方法是配置斷路器。當配網(wǎng)自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，斷路器能自動跳閘，進而斷開故障電路，避免正常線路受故障線路的影響，確保了正常線路能夠正常運行。斷路器在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中能夠發(fā)揮一定的防護與隔離功能，但是具體使用過程也有一些不足之處。如果斷路器運行時發(fā)生多次或重復跳閘，將給配網(wǎng)自動化系統(tǒng)造成一定影響，導致診斷的效率和準確性下降，很難做出正確診斷。斷路器加饋線開關能夠提高故障識別效率，確保供電系統(tǒng)正常供電[6]。

3.2 主站監(jiān)控的饋線處理方式

主站監(jiān)控的饋線處理模式是配電網(wǎng)自動化故障處理模式中較為先進的一種，通過將饋線終端安裝在每個開關上，采集開關部位的電流、功率與負荷值等信息，再利用通信網(wǎng)絡技術實現(xiàn)對采集信息的傳輸。分析故障前期、中期、后期記錄數(shù)據(jù)，提供信息分析的依據(jù)，找出故障原因并采取防范措施，有利于供電方案的優(yōu)化與調整。主站監(jiān)測饋線處理方式主要以重合閘技術與電能保護技術為核心技術，能夠對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行集中控制且故障處理速度較快，能夠迅速恢復電能供給，目前已在配電網(wǎng)系統(tǒng)中廣泛應用。但是主站監(jiān)控饋線處理方式在使用中存在一些不足，即需要確保通信系統(tǒng)正常運行，若通信系統(tǒng)發(fā)生故障將導致配電網(wǎng)絡系統(tǒng)失效，不能起到很好的隔離作用[7,8]。

3.3 以重合器處理饋線失效的方式

以重合器為核心，采用切斷短路電流的方式對線路實施保護，可以彌補饋線故障處理方式的缺陷。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用重合器與分段器相配合，分段器主要是對短路電流進行關合，重合器與分段器互相配合可以在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中對線路故障進行判斷與隔離，使線路及時恢復正常運行，確保供電穩(wěn)定。相較于主站監(jiān)測饋線處理方式，重合器饋線處理方式對系統(tǒng)整體通信質量沒有特別高的要求，能夠做到單獨使用。

3.4 以系統(tǒng)保護為基礎的饋線處理方式

以系統(tǒng)保護為主的饋線處理利用網(wǎng)絡通信實現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)全線速動保護，能夠對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進行分布式管理。與基于重合器饋線失效處理方式相比，以系統(tǒng)保護為基礎的饋線處理方式能自動啟動，同時能精確判斷功率方向，實現(xiàn)總線與相近饋線終端之間的通信，并通過故障發(fā)生區(qū)段的對比實現(xiàn)跳閘和線路隔離。以系統(tǒng)保護為主的饋線處理方式具有響應快、可靠性高等優(yōu)勢，在確保供電質量的前提下縮小停電范圍。其不足之處在于對鄰近終端饋線單元依附性強，硬件需求層次較多。

4 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的故障處理措施

在配電自動化故障處理技術的應用下，通過采集、分析并判斷當前運行狀態(tài)下的用戶負荷數(shù)據(jù)和歷史停電情況，對不同區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的典型事件進行分類統(tǒng)計，根據(jù)各類型事件的特征信息確定相應的處理措施。當存在多個待恢復的用電客戶時，可以快速準確地查找相應用戶，盡可能縮小故障斷電范圍，加快故障搶修速度，縮短斷電時間，保證配電網(wǎng)絡能夠安全穩(wěn)定工作，同時降低企業(yè)的生產(chǎn)成本和運營成本。

4.1 對不同網(wǎng)架結構進行改進

對于開環(huán)配網(wǎng)和單電源配網(wǎng)，故障點可以從線路斷路器、聯(lián)絡開關、分段開端等位置判斷，將其作為節(jié)點重新排列編號，從而構成故障信息矩陣與網(wǎng)絡描述，將2者相結合判斷故障。當發(fā)生多電源配網(wǎng)故障時，需要判斷電流方向，轉化為單電源配網(wǎng)故障后進行分析。假設為單一電源，在矩陣算法的基礎上加以改進，然后求取故障值，以完成閉環(huán)運行方式下的故障定位，從而有效完成故障維修。

4.2 提高配網(wǎng)的使用性能

自動化測試中的一項重要任務是在配網(wǎng)自動化條件下確保程序回歸測試的便利，確保頻繁修改程序時效果更佳。與預期檢驗結構的可預測性不一樣，回歸測試的程序均是既定的，自動化回歸測驗能夠有效提高回歸檢驗效率，減少測驗時間，達到用較少的時間完成測驗的目的。

4.3 合理規(guī)劃配網(wǎng)自動化系統(tǒng)

為降低因區(qū)域內(nèi)故障而引起系統(tǒng)故障的幾率，可通過區(qū)域劃分供電方式使故障發(fā)生后只對該地區(qū)供電造成影響，不會影響系統(tǒng)整體的供電。根據(jù)供電能力、供電區(qū)域、供電狀態(tài)等進行分區(qū)，為每個區(qū)域提供單獨的電源，每個區(qū)域之間互不影響，可以避免連帶故障。如果使用區(qū)域劃分供電方式，應加裝斷路器設備，也可選用負荷式開關代替斷路器設備，以降低成本投入。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的線路模式多種多樣，其中普遍采用的就是環(huán)形線路網(wǎng)。環(huán)形線路網(wǎng)的適用范圍較廣，可以解決供電不足的問題，有效降低故障出現(xiàn)幾率，進而提高供電效率。

4.4 借助故障指示器處理配網(wǎng)故障

在缺乏配網(wǎng)自動化技術支持的情況下，確認配網(wǎng)故障點只能依靠人工巡視線路來完成，根據(jù)巡線人員的工作經(jīng)驗在線路首端、末端或其他容易尋找的地方查找故障。傳統(tǒng)人工巡線的效率較低，耗費了大量人力資源，同時不易發(fā)現(xiàn)隱蔽故障點，只能通過頻繁拉線試送來輔助故障確認，導致經(jīng)常發(fā)生短時間停電。而在配網(wǎng)自動化技術的應用下，利用故障指示器可以迅速發(fā)現(xiàn)故障并報警。故障指示器是一種能夠遠程傳輸故障狀態(tài)信息的配電自動化裝置，其具有遙測和遙信的功能，能夠以無線形式向附近的通信裝置發(fā)送故障信息，由調度中心結合調度后臺的故障信息和故障指示器的位置信息研判故障發(fā)生的地點，引導維修人員快速到達指定地點排除故障，恢復正常供電。故障指示器改變了以往巡線、分段、合閘等方式查找故障的落后狀況，極大程度地提高了配網(wǎng)故障處理的效率和供電可靠性。

5 結 論

配網(wǎng)自動化故障處理既能實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的整體監(jiān)測，又能及時查明并隔離故障，減少故障排除時間，降低巡線人員的工作強度。通過合理應用基于配網(wǎng)自動化的故障處理技術，能夠提高供電可靠性，有效避免電網(wǎng)故障對人們?nèi)粘Ｓ秒娫斐傻呢撁嬗绊憽?/p>