自動化設備在10kV線路故障處理中的應用研究

廣東電網有限責任公司韶關供電局 羅軍政

通過對配電自動化設備的分析，可從中了解到其屬于10kV配電網中的故障指示器，實現故障問題、威脅因素等方面的實時監督，旨在促進其維修水平的全面提升。通常該設備存在著各種各樣的種類，因此在實際選擇期間對相關工作者也提出了相應的要求，即要求其要借助于豐富的經驗，結合具體狀況來選擇出最為合適的配電自動化設備，這樣做的目的是將存在的安全隱患扼殺在搖籃之中，讓電力運輸的穩定性上升到一個新的高度。

故障指示器。從當前的發展趨勢來看在相關行業中得到了普遍的認可與推崇，通常布設在架空線與電纜的特點位置[1]，并能在自動化設備內布置。出現短路情況一般都與接地發生故障密不可分，此時可借助于該設備對發生問題的地方做好相應的標記工作，并在此基礎上將維修工作落實到實際的工作中。

饋線自動化開關。可讓相間負載電流、短路電流、零序電流實現互相隔絕目的，以此來實現對各部件的有效保護；能實現對單元的科學把控，存在著靈活性強的特點；能切實保障線路的穩定運作，從整體上減少跳閘情況出現的次數；饋線自動化開關的影響和其他零部件進行詳細對比較為明顯，對減少日后故障的出現能夠起到關鍵性作用[2]。

智能控制器。該設備通常對計算機、網絡、智能元器件、通訊信號處理技術、數字信號處理技術進行了充分利用，大大迎合了電力企業計量、電能質量檢測、變壓器工況監控、無償補償、負荷管理、集抄幾種功能的需求：一是該設備存在著較多的特點，具體體現在維護次數少、裝置擴展方便等方面，能夠實現對線路的有效保護。

1 對于10kV線路全面開展故障處理的必要性

10kV配網在電力系統當中占有著不可或缺的地位，并也展示為不可小覷的用戶供電價值。但從當前的發展趨勢來看，該線路出現故障問題的情況屢見不鮮，繼而對用戶供電質量與水平產生直接的影響。基于情形較為嚴重的狀態下，以上線路故障問題還會對一些關鍵線路設備產生不利影響，繼而讓停電情況與日俱增。對這種情況進行深度剖析后可知，主要與以下幾點存在密切聯系：外力原因對該線路造成破壞[3]、線路自身受到絕緣擊穿、惡劣天氣等。基于這種狀況之下，配網就極易衍生出不能連續供電的情況，此時無論是針對供電企業還是用戶來說均會遭受到相應的損失。

顯而易見的是，相關部門現階段就這種類型的供電線路亟待著眼于全面予以維修，緊接著借助于切實可行的方法來早日實現故障隔離與其他故障處理。現階段不管是針對線路檢修還是處理故障，在整個環節中均可對自動化設備進行充分利用，所以大大降低了停電情況的出現。相比而言，該設備自身均存在著明顯的準確性。相關工作者對于上面的設備倘若可充分利用，那么可充分確保確保10kV線路穩定運作，對提高供電水平、促進電力企業健康發展等方面有著積極的意義。

2 自動化設備在10kV線路故障處理中的應用要點

電力企業在10kV線路故障處理當中對自動化設備進行了使用，旨在讓存在的故障問題可得到妥善處理，自動化設備在10kV線路故障處理中的應用要點體現在以下方面。

2.1 饋線自動化技術

通過對傳統10kV饋線的分析，可了解到該饋線通常是對柱上開關斷路器及負荷開關進行了充分利用。斷路器主要能夠實現對故障電流及負荷電流的有效斷開，但就負荷開關而言，其只具備分斷負荷電流的功能。顯而易見的是，以上兩種設備均無法達到自動切斷故障的效果。

客觀上配置常規的斷路器及負荷開關雖會節省一定成本，但也存在很多薄弱之處：針對主干線與分支線，永久性故障或瞬時故障的出現均極易增加開關跳閘情況發生的次數；對于饋線出線開關，一般需多次分閘與合閘，久而久之就會發生停電情況，同時也會在無形中對系統產生影響[4]；無論針對大型還是小型故障，相關工作者除要進行全線排查，還要一段一段地去對負荷開關進行分閘抑或合閘，旨在實現對故障位置的科學明確。不管是針對短路器還是開關工作狀態而言，均無法達到實時監控目的。

饋線自動化技術安裝了相應的自動化開關，這些開關一般可分為以下類型：

智能柱上斷路器。其工作原理是在充分結合饋線具體效果的基礎上安裝保護單元、自動化控制單元，能夠實現對短路電流、零序電流、負荷電流的有效切斷：同時還能和帶時限的過流保護相配合來切實保護好重合閘，通常配置在饋線的干線、饋線的支線上；智能柱上負荷開關。基于以往負荷開關上安裝了與之相匹配的自動化控制單元，可實現對負荷電流、零序電流的有效切斷，還存在壓延時合閘、無壓延時分閘功能，所以能讓故障區域與無故障區域處于分離的狀態，通常也配置在饋線的干線、支線上。

饋線自動化智能控制器。一般與斷路器、重合閘、負荷開關處于互相連接的狀態，緊接著設置相應的控制參數，借助于各種通信形式來達到實時通信目的。該設備允許安裝各種保護功能，能安裝速斷保護、零序保護等；分支用戶分解斷路器。在全面了解具體需求的同時，通過整定保護定值，促使饋線出線斷路器及自動化斷路器互相合作，這樣就可讓存在的故障問題得到妥善處理，繼而降低停電情況發生的次數。

要想強化電網運作的可靠性與穩定性，就要結合路線具體功能選擇最為合適的自動化開關，這樣不單能快速實現對10kV饋線的科學監督，且借助于故障分段隔離技術可在很大程度上讓設備與變電站間的保護有效配合，從源頭上大大降低負荷開關動作次數，繼而實現對故障點的科學明確。這里將分支線分界斷路器ZBI和分支線用戶分界負荷開關當作論述對象，該位置出現了永久性故障，存在帶時限保護及重合閘功能的分界斷路器ZBI是第一個發生跳閘的，緊接著分支開關YSW1以及YSW2在失壓以后也在第一時間發生了跳閘。因這個部分的主要原因歸咎于永久性故障，因此這時ZBI在發生二次跳閘期間閉鎖合閘，讓故障點與無故障點處于分離狀態（圖1）。

圖1 工作流程圖

無論是針對YSW1還是YSW2來說，通過配網通訊至指定的位置，把信息及時地發送給相應的搶修班組，促使相關工作者能在小面積范圍內以最快速度對故障問題做好排查與檢修工作，旨在為強化電網運作的可靠性與穩定性保駕護航。

2.2 快速定位的故障處理技術

一般故障指示器可布置架空線路、電路電纜、環網開關柜上，其實際是組成指示故障電流通路的裝置。該設備除對短路故障可起到警示作用外，還能實現對單相基地故障、相間短路故障的同時檢測，能夠在分支點用戶進線等部位布置與之相匹配的指示器。無論是針對短路故障發生還是接地故障，該設備通過對故障所在處的科學檢測，從變電站開始直至故障所在位置該設備會出現翻牌、燈光閃爍情況，且該設備還能讓相關電流信號及故障信息趨于數字化，借助于光纖或無線，通過標準通訊協議的形式把相關信息以最快速度傳遞至相應通訊終端，同時還要把該設備所收集到的所有信息都輸送到指定的地方，緊接著通過GPRS、CDMA形式反饋給相應的搶修班組及管理者，切實確保供電的穩定性與安全性。

2.3 實現全方位的智能控制

智能控制器一般會存在各個層次的線路保護功能，工作原理和柱上斷路器大體一致。在線路保護期間能和重合閘、斷路器等處于互相連接的狀態。該設備應設置與之相匹配的控制參數，旨在更加全面、細致地保護好線路的通信。無論是針對饋線自動化還是該設備，如能處于無縫銜接的狀態，必然會在零序保護、速斷保護中得到廣泛使用。在開關選型及檢查故障過程中，應采取針對性的手段實現對直線全方面的把控。該設備還可全面、細致地保護好重合閘，能與過流保護處于互相合作的狀態。

在處理全過程線路故障期間，需給柱上斷路器安裝保護單元、自動控制單元，旨在實現對負荷電流、短路電流的有效分離，繼而從源頭上大大降低跳閘情況的出現。對自動化設備進行充分利用能使得故障區域與非故障區域處于分離狀態，對提高用電水平、提高公眾生活質量等方面有著積極的作用。該設備還存在通訊效果，能切實確保維修工作的順利實施。基于此，在具體處理期間自動化設備的有效運用發揮出了不容小覷的作用，同時也是大大提高服務水平的關鍵工具之一。

3 10kV線路故障處理中自動化設備的應用案例

無論是針對哪個區域出現故障，繼電器保護均存在著不一樣的區別。針對保護區域中的電線，其二分之一區域屬于電流速斷，所以在實際判斷期間首先要對變電所的區域位置進行全面、細致地檢查。就過電流區域而言，其屬于所有區域，在對保護設施進行布置的過程中，在具備緩沖的繼電器上應用，在具體應用期間根據速斷保護，不少跳閘情況均與電線末端發生故障問題存在著息息相關的聯系。若跳閘發生速斷保護裝置、過流保護裝置，此時可對中部位置進行全面、細致地檢查，這樣判斷故障問題發生的地方能縮短故障查找時間，提高修理質量與水平。

案例一。某供電局2019年數據信息：自動化斷路器動作468次，瞬間故障310次，永久故障113次，誤動14次，瞬間故障占比66.2%，永久故障24.1%；自動化負荷開關動作次數292次，瞬間故障256次。永久故障12次，誤動24次，瞬間故障占比87.63%，永久故障8.2%；自動化斷路器和自動化負荷開關總動作760次，瞬間故障566次，永久故障125次，誤動38次，瞬間故障占比78.2%，永久故障16.4%。對上述內容進行深度剖析后可知：整個饋線自動開關在365天內一共動作760次，在此基礎上隔離永久性故障頻率125次，從源頭上大大減少了跳閘情況發生的概率。

案例二。某供電局2018年數據信息：自動化斷路器動作430次，瞬間故障300次，永久故障112次，誤動為18次，瞬間故障百分比69.8%，永久故障26.0%；自動化負荷開關動作293次，瞬間故障257次，永久故障11次，誤動25次，瞬時故障百分比87.7%，永久故障3.8%；自動化斷路器和自動化負荷開關總動作723次，瞬間故障567次，永久故障123次，誤動43次，瞬間故障所占百分比為77.0%，永久故障17%。對上述內容進行分析后可發現：整個饋線自動開關在365天內一共動作723次，在此基礎上隔離永久性故障的頻率123次，從源頭上大大減少了跳閘情況發生的次數。

總而言之，案例一和案例二均充分表明提升自動化設備使用次數可快速達到及時隔離的效果。且充分利用該設備還可讓維修水平上升到一個新的高度，為電網可有條不紊地運行下去夯實基礎。

4 結語

現階段對電力需求與日俱增，電力資源無論是在生活還是生產中均占有不可或缺的地位。電力有條不紊地供應可更好地迎合人們的實際需求，安全的供應可切實確保人們的生命以及財產安全，從整體上減少因供電不安全而危及人們的生命。因此，應采取針對性的手段確保線路故障的維修質量，旨在將存在的安全隱患消滅在萌芽中，充分確保線路可暢通無阻地運行下去，這樣不但可加快電力企業發展的腳步，還能對生產及生活予以充分保障。