電力工程中配電自動化的應用及對故障的處理

楊添興

（廣東電網有限責任公司東莞東南區供電局，廣東東莞 523690）

1 電力工程配電自動化技術及其應用優勢

電力工程配電自動化實現了多個先進技術聯合應用，作為集成化技術可實現遠程電力工程實時操控，動態化確定其運行存在的不足予以處理，保障整個配電系統運行更可靠。電力工程配電系統自動化隨著時間推移，其實際應用更成熟完善，服務水平顯著提升，但處于電力工程中應符合以下條件：①符合電力工程各環節技術要求，可對電力系統中設備、線路等做好系統性監測和管理，促使各設備處于正常運行狀態。②確保自身技術應用安全，以免因技術引發安全事故，為作業人員帶來各類不安全因子。③電力工程配電自動化技術應充分強化數據采集、處理水平，及時篩選異常信息，消除各類不安全因素，保證電力工程配電系統運行可靠、安全。電力工程配電系統實現自動化應用，其優勢體現在以下幾方面。

（1）提升電力工程自動化水平。電力工程配電自動化技術應用主要體現在電力技術和管理層面，用于設備控制及其管理方面，顯著提高工程信息化水平，推動其自動化、信息化發展。

（2）電力系統維護便捷。計算機作為實現配電自動化目標支撐，充分選用自動化對設備進行維護，依托遠端計算機執行程序便可完成操作，顯著提升整個維護效率。設備正式維護過程中，配電自動化無需專業人員前往現場操作，按照維護相關要求，輸入相關指令和信息，便可依照程序完成整個設備維護。

（3）提高電力工程管理效率。為實現配電自動化控制目標，應動態化更新內部設備，受原有技術等因素的干擾，電力工程現下利用設備結構較為簡單，通過電氣自動化技術，完成總線統一控制目標，提高整個電力工程管理效率。

2 配電自動化系統構成及其功能

2.1 配電自動化構成

2.1.1 信息采集

處于整個電力系統中，信息采集整體結構較為復雜，電力系統整體架構包含三大模塊，即配電主站層、子站層、終端設備層。①配電主站層。配電主站層作為整個配電自動化的“大腦”，對其進行動態化監控，分析配電設備和系統實際運行狀態，選取多元化的策略協調終端和子站的關系，及時更新和分享設備實際運行數據，同時配電主站作為配電自動化實現人機交互的核心界面。②配電子站層。其主要屬于配電自動化中間層，接收源于主站監控下達的指令，保證配電設備數據統一化收集和轉發，其自身具備遠程維護、自診斷等功能，及時接收并轉發上級主站的控制命令，執行上級主站的指令，接收主站或其他時間同步裝置對時命令，與整個系統時鐘保持同步。③配電終端層。配電終端層作為配電自動化基礎層，是整個系統核心構成，其是對配電設備實現遠程檢測和控制單元總稱，完成對配電設備運輸數據采集、處理、上傳等功能。配電終端主要包含配變終端TTU、站所終端DTU、饋線終端FTU。

2.1.2 饋線自動化

電力系統中饋線自動化核心功能是監控與采集系統，正常狀況下對配電電壓、饋線電流、開關實際狀況做好監控，促使線路開關可實現自動開/合閘動作，若整個負荷分布缺乏均勻性，可選取均衡化負荷方式，進而優化配電系統實際運行狀況。此外，饋線自動化可及時切除線路內實際故障，并完成故障區隔離，以免導致整個故障范圍擴大和延伸，以最快速度恢復非故障區域供電。從整體層面分析，饋線自動化運行自身具備可靠性、迅速性和安全性。

2.2 配電自動化系統主要應用功能

配電自動化系統包含多方面功能，主要體現在以下幾方面：①配網SCADA 功能。該功能作為整個系統關鍵功能，其主要涵蓋對配電設備數據采集、數據分析、記憶等，相較于原有調度功能，與其銜接的設備多處于室外配電線路上，數量更多、運行環境更為復雜，對通信系統穩定性、可靠性要求更高，配電自動化比電網調度自動化更為復雜。②故障自愈功能。故障自愈功能核心任務目標是配電線路產生故障后，配電自動化精準、及時地對故障點判斷、故障區域隔離和非故障區供電恢復，確保整個系統運行可靠、穩定。③負荷控制于管理。針對各類條件下用戶實際負荷數據分析、處理，最終運行控制策略，實現多方面負荷管理，包含負荷性質、負荷分類等內容。④GIS聯網應用與開發。GIS 系統作為配電網地理信息系統，其建立主要是以地理坐標為核心，開發GIS 技術任務目標實現具有地理圖背景的配電網運行管理，其充分與配電自動化系統聯合應用，對配電網動態化監控和管理[1]。

3 電力工程中配電自動化的應用

電力工程配電自動化的實現，需充分以計算機為核心基礎，實現工程相關系統控制監測，為整個系統運行可靠性、安全提供強有力的支撐，提高電力工程管理效率。

3.1 現場總線技術應用

現場總線技術關鍵在于高效、合理解決電力工程配電智能化設備間通信狀況，以及智能設備與控制系統間信息傳遞共享，從本質層面突破各設備間信息壁壘，多層次、多視角實現配電自動化應用目標。現場總線最為重要的便是工業控制網絡技術，其具體實踐工作基本原理為，正式開展電力工程配電時，專業人員借力現場總線及時將變送器進行動態化控制，并充分通過信號傳輸至控制室計算機內，利用計算機做好分析，聯合數學模型完成數據判定分析，最終形成精準、可靠的程序指令實時傳輸至需控制智能化設備內，從本質層面保證設備自動化控制。當下總線技術高效化使用，關鍵目的在于全方位實現信息與網絡無縫銜接，依托數字化信息完成智能設備遠程控制目標，整個控制過程十分簡易，且該技術可對多個途徑設備做好精細化分析，深層次篩選更高價值的數據信息，明晰客戶自身實際需求，緩解工作人員工作強度，保障電力企業正常工作。

3.2 主動對象數據庫技術應用

主動數據庫核心優勢在于，數據庫系統具備主動實現服務功能，并通過統一化且便捷性機制實現多元化主動需求。主動數據庫系統內部存在多個關鍵點，如監視器、數據庫事件描述等。主動對象數據庫技術應用過程中，主要將電力系統功能、技術作為核心主體，其基本應用原理為根據現下實際狀態，科學、合理提供相應的自動化技術，電力工程中該技術主要體現在監控系統層面，其以觸發機制為核心實現電力數據遠程監控和設備運行過程操控，縮短數據輸入和操作時間，提高系統整體工作運行速度。聯合應用人工智能、網絡通信等先進技術，該技術可對電力系統實現對象處理，為不同種類設備、模塊創設對象情境，某個事件或時間節點觸發后便可實現對象自動化處理。此種運行模式可確保電力系統高效、精準響應和增強主控能力，無人化操作進一步降低后續系統維護成本，實現電力企業經濟效益最大化。

3.3 光互聯技術應用

光互聯網技術憑借自身優勢，普遍用于電力工程中，其主要呈現在繼電、自動化控制系統，保證探測器不受局限性，可依托系統集成促使監控系統性能增強，利用光互聯技術實現電力系統全生命周期監控。電子數據交換技術聯合電子傳輸，可完成自身網絡擴展目標，改善原有編程實際質量缺陷，基于電力工程運行多元化需求，完成系統內部編程結構優化重組，促使電力系統與工程契合度提高，增強電力系統靈活性。互聯元件具備較強的抗干擾、易控制及通信便捷優勢，是提高電力系統數據采集、控制和實施操控核心點[2]。

3.4 電力自動化補償技術應用

伴隨經濟高速發展，我國化工、冶金等產業進入新發展階段，對電能需求量持續性增加，電力系統整體負載日漸加劇，該條件下需采取有效措施提高其功率大小，通過有效的無功補償提高電能運輸效率，最大限度發揮智能化設備應用優勢，提高電網運行有效性，適應用戶多樣化需求。針對電力工程原有補償而言，其多以無功補償為主，依托三相電容器完成互補，但此種方式多負載為居民，其難以實現平衡性。三相對無功補償實際需求量不盡相同，若仍沿用原有低壓無功補償，無法保證各相均衡性，且該技術自身并不具備配電監督功能，無法滿足電力工程實際需求。電力自動化補償技術可進一步消除上述技術瓶頸，實現動態和固定補償聯合應用，應對負載動態化工作實際需求。同時，按照電力工程運行實際狀況，實施分相補償方式，可提高資源利用率，促使電網運行更具經濟性，保證三相處于均衡狀態。

4 電力工程配電自動化故障處理措施

4.1 加強信息和安全管控工作

為從本質層面實現配電自動化大面積應用，應積極強化信息管控力度，其工作方式是對配電網運行信息動態化更新，并存儲分類此類配電網信息，為后續操作人員精細化掌握此類信息提供便捷。信息系統內存儲信息多處于動態化更新狀態，自身具有較強的精確性、實時性，配電自動化實現系統化的基礎上，對操作人員計算機實際應用能力提出新要求。整個配電網運行中，配電網系統數據庫積極接收、篩選、存儲等相關信息，自動化系統可及時完成現場反饋信息，釋放正確處理指令，確保對配電全生命周期做好控制，高效、便捷處理故障。自動化系統信息實際管控過程中，將輸送環節每個環節進行匯總，故障出現前釋放明確預警信號，選取可操作性較強策略加以處理。從整體層面分析，配電系統信息管控功能作為自動化基礎內容，只有充分強化信息管控工作，方可處于后續系統運作避免最大損失，加強信息管控，更有利于提高電力系統配電自動化運行效率，確保整個系統運行安全、可靠。配電系統正常運行中，配電網運行自動化系統布設短路裝置，可對配電線路產生故障提出應急策略，對相關數據信息做好分析，及時將其傳輸反饋至技術工作層面，逐步篩查故障產生方位，直至完成故障排除后方可處于正常工作，為配電系統高效運行提供支撐。

4.2 強化故障檢測及定位技術

故障檢測及定位技術手段較多，應結合實際狀況合理選取故障處理措施，促使配電自動化處于正常狀況，體現在以下幾方面：①通過處于線路上增設重合器、分段器、斷路器等動態化判定和隔離實際故障部位，以免其影響其他線路正常作業；②利用繼電器充分做好保護工作，并精準性判定故障部位；③選取故障指示器定位具體故障；④處于不同分支線路上增設熔斷器件，故障指示器技術主要是對發生短路后故障進行動態化檢測，發生故障后其被確定于整個觸發指示器和并未觸發指示器間區域，且故障定位系統反映更精準和迅速，完成故障定位，符合配電電網智能化基本要求。

4.3 加大電網改造工作

我國對電網建設工作并未加以重視，促使配電網建設水平與發達國家存在較大差距。為實現配電自動化目標，應充分加大電網改造工作，提高配電自動化應用水平。應增加與之相吻合的電網傳輸實際容量，并結合實際狀況，提高電網安全，確保供電質量，對電網整體結構進行改造，促使其內部結構持續性優化，滿足實際需求。配電網整體結構改造優化中，城市配電網要求較高，應將其改造為環網結構，選取配電自動化技術，增強互供能力，若配電線路構成環網，則直接安裝相關自動化設備。若處于整個線路上裝設故障顯示儀器，處于變電站內部增設選線裝置，為從本質層面確保線路安全性、可靠性，應積極合理布設故障檢測裝置，一般可布設智能化故障建議儀器，短周期內便可確定故障發生部位，有的放矢開展檢修工作，降低實際損失率。若有必要可利用專業措施查找故障點，安排有實際工作經驗及培訓達標的工作人員檢修，開展配電網帶電作業，基于實際工作狀況，適當擴大作業范圍。我國電網設備應用水平滯后，其更新改造作為降低配電自動化系統故障概率高效方法，更為關鍵的是可有效解決電力系統存在問題，推動電氣企業良好發展。

5 結束語

配電自動化用于電力工程中，不僅可助力電力系統可靠運行，而且可提高信息采集效率，保證數據精準性。電力工程實現自動化過程中，受多方面因素的影響，其仍存在部分故障，需積極采取相應的解決措施，促使故障高效化解決，促進電力產業又快又好發展。