電力系統(tǒng)配電自動化及其故障處理

王霄

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活與社會運(yùn)轉(zhuǎn)離不開電力能源。通過電力系統(tǒng)配電自動化可以增強(qiáng)供電質(zhì)量與供電安全性，但是，目前配電自動化中存在較多故障，如何解決配電自動化中的故障成為電力企業(yè)的重點(diǎn)工作。文章闡述了電力系統(tǒng)配電自動化，分析探討電力系統(tǒng)配電自動化存在的問題，并提出故障解決措施，為促進(jìn)電力系統(tǒng)配電自動化安全可靠運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);配電自動化;故障處理

中圖分類號：TP301;TM766 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）04-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.022

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對電力能源需求量越來越大，通過電力系統(tǒng)配電自動化可以提高配電質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)平穩(wěn)安全運(yùn)行。但是，配電自動化實(shí)施過程中經(jīng)常存在故障，技術(shù)人員要深入了解電力系統(tǒng)配電自動化結(jié)構(gòu)，提出優(yōu)化電力系統(tǒng)的維護(hù)方案與故障解決措施，加強(qiáng)對電力系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備的維護(hù)力度，增強(qiáng)供電質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1 電力系統(tǒng)配電自動化概述

電力系統(tǒng)配電自動化技術(shù)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)，其中包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、遠(yuǎn)程通信技術(shù)等大量高新技術(shù)，可以對電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全過程自動監(jiān)控與動態(tài)管理，通過遠(yuǎn)程操作管理電力系統(tǒng)，確保正常穩(wěn)定運(yùn)行，減少電力系統(tǒng)故障出現(xiàn)概率，最大程度控制故障損失，有效提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益。

為保證配電自動化建設(shè)更加科學(xué)合理，要具備一定的電能負(fù)荷互供能力，提高電力系統(tǒng)的安全性與可靠性，為電力用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。電力系統(tǒng)配電自動化有利于優(yōu)化電力系統(tǒng)構(gòu)架，提高電力系統(tǒng)管理質(zhì)量，促進(jìn)我國電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。電力系統(tǒng)配電自動化可以大幅節(jié)省人力投入，在電力系統(tǒng)管理操作上也較為簡單，可以遠(yuǎn)程掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況，一旦發(fā)生故障，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理。

電力系統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)已經(jīng)將電力調(diào)度和電力控制融為一體，采取統(tǒng)一控制模式。配電自動化系統(tǒng)還配備調(diào)度控制以及維護(hù)操作三級運(yùn)行管理框架，具有較高的安全性與可靠性，但是對功能、責(zé)任分區(qū)要求較高。在設(shè)計(jì)配電自動化系統(tǒng)時(shí)，由于采用多系統(tǒng)與多級別的設(shè)計(jì)模式，使其活動能力得到有效擴(kuò)展[1]。

2 電力系統(tǒng)配電自動化結(jié)構(gòu)

2.1 信息采集

電力系統(tǒng)自動化建設(shè)過程中，信息采集作為重要組成部分，在劃分電力系統(tǒng)配電自動化結(jié)構(gòu)時(shí)，包括配電主站層、配電子站層以及終端設(shè)備層。其中，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采集主要由配電主站層負(fù)責(zé)，確保電力系統(tǒng)配電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。配電自動化網(wǎng)絡(luò)可以全方位監(jiān)控了解其運(yùn)行狀態(tài)，通過加強(qiáng)管理配電系統(tǒng)，配電主站層可以全面監(jiān)督電力系統(tǒng)配電自動化的運(yùn)行狀態(tài)，顯著提高配電系統(tǒng)運(yùn)行效率與穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)其他安全事故。

由于電力線路較為復(fù)雜，配電子站層應(yīng)用較多，其中包括大量通信端口。為防止給輸電線路帶來較大負(fù)荷，通過運(yùn)行配電子站層，可以將數(shù)據(jù)采集并傳輸?shù)脚潆娭髡緦樱缓蟾鶕?jù)數(shù)據(jù)采集，優(yōu)化調(diào)整配電自動化系統(tǒng)運(yùn)行模式。

配電子站層向配電主站層發(fā)送信息，開展故障解決環(huán)節(jié)與配電調(diào)度環(huán)節(jié)，保證電力系統(tǒng)可以安全平穩(wěn)運(yùn)行，在終端設(shè)備層運(yùn)行中主要是對相關(guān)數(shù)據(jù)信息采集控制，并將數(shù)據(jù)采集傳輸至上一層次全面執(zhí)行，由主站層發(fā)送相關(guān)信息指令，電力系統(tǒng)配電自動化運(yùn)行效率與穩(wěn)定性直接受到各個(gè)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行質(zhì)量的影響，技術(shù)人員要充分了解配電自動化系統(tǒng)各項(xiàng)組成，從宏觀上優(yōu)化調(diào)整數(shù)據(jù)采集工作，可以改善并優(yōu)化電力系統(tǒng)配電自動化存在的問題與誤差，盡可能減少經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 饋線自動化

在電力系統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)中饋線自動化開展中可以通過具有自動化的特點(diǎn)，全面監(jiān)控輸電線路廣泛采集數(shù)據(jù)信息，在運(yùn)行中密切監(jiān)控配電電壓與饋線電流的狀態(tài)，線路開關(guān)可以通過自動化控制配電線路壓力，在電力系統(tǒng)配電自動化運(yùn)行中工作人員要全面監(jiān)控配電電壓與饋線電流的實(shí)際情況，通過自動化線路開關(guān)對配電線路電壓科學(xué)合理控制。

如果配電線路中出現(xiàn)負(fù)荷分布不均，可以通過饋線自動化系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化配電運(yùn)行狀態(tài)，消除輸電線路中存在的故障，避免電力系統(tǒng)其他部分受到影響，保證電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，防止故障范圍擴(kuò)大。配電自動化系統(tǒng)中通過饋線的可靠性與安全性優(yōu)勢，解決電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題和故障，保證輸電效果[2]。

3 電力系統(tǒng)配電自動化常見故障

3.1 配電自動化主站故障

主站故障是電力系統(tǒng)配電自動化運(yùn)行中的常見問題之一，經(jīng)常發(fā)生于電力系統(tǒng)服務(wù)器與前置機(jī)等多個(gè)部位中，如果主站故障發(fā)生在電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件上，會造成大量數(shù)據(jù)丟失，電力系統(tǒng)配電自動化運(yùn)行需要重新安裝應(yīng)用程序，或重新設(shè)置數(shù)據(jù)庫，保證數(shù)據(jù)源的完整性，確保電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與數(shù)據(jù)水平達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，滿足電力系統(tǒng)的運(yùn)行需求。

3.2 通道故障

在電力系統(tǒng)配電自動化運(yùn)行中，通道故障也是較為常見的問題之一，部分電力企業(yè)在將變電站與調(diào)度端通信通道連接中仍然采取傳統(tǒng)的單向通道或雙通道的運(yùn)行模式，會造成電力系統(tǒng)存在較多隱患，如果在電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)通道故障，無法在短時(shí)間內(nèi)維修，使通道端無法發(fā)揮原有的監(jiān)控效果，甚至還會出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)。

光纖故障在通道故障中占比較小，但是電力系統(tǒng)運(yùn)行中還是會存在一定光纖故障，主要是由于外力破壞因素造成光纖內(nèi)部斷裂，如果變電站長時(shí)間處于不變動狀態(tài)下會造成數(shù)據(jù)庫無法得到更新，在接收預(yù)警信息時(shí)存在較多問題與偏差，導(dǎo)致變電站無法正常運(yùn)行，如果在電力系統(tǒng)配電自動化檢查中發(fā)現(xiàn)變電站RTU運(yùn)行不正常，要準(zhǔn)確判斷電力系統(tǒng)是否存在故障通道問題，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求開展維修工作。例如，技術(shù)人員可以通過電話查看通信信號，如果存在通信信號缺失，要詳細(xì)檢查電力系統(tǒng)是否存在故障。在部分電力系統(tǒng)通信通道設(shè)計(jì)中采用雙通道結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)通信信號的自由轉(zhuǎn)換。但是，在通信通道運(yùn)行中如果仍然存在較多問題，也會導(dǎo)致輸電質(zhì)量較差，因此，電力企業(yè)要加強(qiáng)通信通道管理工作，保證通道通暢[3]。

3.3 框架保護(hù)工作

配電自動化主要包括電壓型、電流型兩種框架，電流會從整流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髦本€上的界限，出現(xiàn)跳閘式開關(guān)，供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗喙╇姟ｋ妷盒涂蚣苓\(yùn)行中不會出現(xiàn)開關(guān)掉閘問題，不會影響?zhàn)伨€的正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)運(yùn)行中，直流母線輸送電流需要跨多個(gè)區(qū)域，通常情況下，跳閘問題較為嚴(yán)重的接觸網(wǎng)還會出現(xiàn)電流傳輸中斷問題，嚴(yán)重影響配電自動化的安全平穩(wěn)運(yùn)行，甚至?xí)o電力企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

4 電力系統(tǒng)配電自動化故障處理措施

4.1 主站故障處理

處理配電自動化主站故障時(shí)要充分了解其運(yùn)行特點(diǎn)與故障特點(diǎn)，提出解決措施，避免主站故障導(dǎo)致電力系統(tǒng)無法平穩(wěn)安全運(yùn)行。

主變壓器包括差動保護(hù)裝置與瓦斯保護(hù)裝置。瓦斯保護(hù)裝置主要防止變壓器內(nèi)部溫度過高出現(xiàn)分離情況;差動保護(hù)裝置從縱向范圍內(nèi)盡可能減少電機(jī)故障。一旦主變壓器發(fā)生故障，會及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號，通過預(yù)警信號判斷是開關(guān)故障還是線路跳閘故障，做好故障的初步分析。如果出現(xiàn)失壓問題，會造成變壓器低壓區(qū)域出現(xiàn)開關(guān)跳閘問題，因此，要全面檢查分析母聯(lián)開關(guān)是否處于自動化運(yùn)行狀態(tài)。技術(shù)人員可以通過先進(jìn)儀器進(jìn)行檢測，如果處于非自動化運(yùn)行狀態(tài)，要立即合閘，確保電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。處理故障要嚴(yán)格遵守電力系統(tǒng)管理流程與管理標(biāo)準(zhǔn)，保證維修工作高質(zhì)、高效。

4.2 系統(tǒng)保護(hù)饋線故障處理

系統(tǒng)保護(hù)饋線發(fā)生故障時(shí)，技術(shù)人員要根據(jù)故障發(fā)生特點(diǎn)與發(fā)生位置提出解決措施。如果在電力網(wǎng)絡(luò)上饋線發(fā)生相間故障或三相故障，各項(xiàng)開關(guān)會馬上啟動，技術(shù)人員要分析判斷功率方向與功率特點(diǎn)，全方位檢查總線，實(shí)現(xiàn)相鄰?fù)ㄐ小Ｍㄟ^綜合分析確定故障發(fā)生區(qū)域，如果故障區(qū)兩端出現(xiàn)開關(guān)中斷，會隔離其他故障。維修時(shí)要嚴(yán)格遵守電力系統(tǒng)工作流程與工作標(biāo)準(zhǔn)，提高維修工作效率。

在實(shí)際工作中，可以通過快速處理故障方式，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，避免影響其他區(qū)域。實(shí)施保護(hù)功能時(shí)要配合配電主站與配電站，盡可能避免故障損害擴(kuò)大，在饋線故障檢查維修時(shí)要做好數(shù)據(jù)信息記錄收集工作，對故障特點(diǎn)持續(xù)時(shí)間充分了解，方便后續(xù)維修工作開展。

4.3 框架故障處理

當(dāng)電力系統(tǒng)配電自動化出現(xiàn)框架故障，要對框架體系進(jìn)行保護(hù)處理，將電流型框架作為主要保護(hù)核心，防止框架內(nèi)部整流器出現(xiàn)故障，在運(yùn)行中由于交流或直流電會出現(xiàn)開關(guān)跳閘問題，饋線不會受到影響，在運(yùn)行中可以從其他區(qū)域調(diào)節(jié)電量，讓接觸網(wǎng)持續(xù)供電。如果出現(xiàn)漏電問題，電力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的交流與直流開關(guān)會保持閉合狀態(tài)，盡快解決故障問題[4]。

5 電力系統(tǒng)配電自動化管理措施

5.1 加強(qiáng)管理力度

電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)中，要加強(qiáng)建設(shè)與改進(jìn)，使電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)速度不斷加快，施工人員要充分了解配電自動化建設(shè)與改進(jìn)過程，確保發(fā)揮優(yōu)化調(diào)整作用，滿足電力用戶的高質(zhì)量用電需求。推動電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)可以優(yōu)化調(diào)整配置計(jì)量裝置，實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)控制電力系統(tǒng)配電，促進(jìn)電力系統(tǒng)配電自動化安全建設(shè)速度加快。通過應(yīng)用信息技術(shù)積極探索建立電力配電自動化管理系統(tǒng)，可以在第一時(shí)間收集突發(fā)事故信息，及時(shí)解決故障，快速恢復(fù)電力能源運(yùn)輸。GIS平臺可以實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度管理智能化，提高信息資源利用效率，加強(qiáng)配電網(wǎng)監(jiān)控，提高電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)水平[5]。

5.2 建立硬件支持系統(tǒng)

電力企業(yè)在確保電力系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)可以解決存在的問題與故障，真正實(shí)現(xiàn)自動化、智能化配電。電力企業(yè)在建立電力硬件支持系統(tǒng)時(shí)，要確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行、數(shù)據(jù)采集正確。在日常工作中，要加強(qiáng)電力系統(tǒng)配電自動化信息的監(jiān)督維護(hù)，出現(xiàn)故障可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理。做好電力系統(tǒng)硬件支持工作是確保電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)穩(wěn)步進(jìn)行的基礎(chǔ)。除此之外，要對配電自動化系統(tǒng)的后臺管理進(jìn)行優(yōu)化升級，提高微機(jī)控制穩(wěn)定性，增強(qiáng)對外界干擾的抵抗能力。

5.3 提高自我診斷能力

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中最為常見的是線路故障問題，嚴(yán)重影響社會發(fā)展與人們生活工作，甚至還會存在一定安全隱患。短路故障與單相接地故障是電力系統(tǒng)中常見的故障問題，因此，如果電力系統(tǒng)擁有自動檢測故障技術(shù)，將極大程度地減少故障發(fā)生頻率，保證電力系統(tǒng)輸電的安全性與穩(wěn)定性。

電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)技術(shù)是完善電力系統(tǒng)自我診斷能力的關(guān)鍵，在電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)中輸送電力全過程，要采用通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)檢測電力待測參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化與智能化，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自我診斷功能，加強(qiáng)構(gòu)建自我診斷體系，當(dāng)發(fā)生問題時(shí)可以迅速采取應(yīng)對措施，避免供電出現(xiàn)問題。

5.4 加強(qiáng)系統(tǒng)創(chuàng)新

電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)中，根據(jù)不同電力用戶的需求，采用相應(yīng)的配電分布模式，充分考慮電力能源的運(yùn)輸與分布，可以通過配電自動化系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、維修管理系統(tǒng)等多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)配電建設(shè)。配電自動化建設(shè)要注意優(yōu)化設(shè)計(jì)變壓器。在加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，要避免發(fā)生電力能源浪費(fèi)問題，監(jiān)測與控制配電系統(tǒng)，通過自動控制電源管理及智能裝置，管理電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高供電效率與供電質(zhì)量。

與此同時(shí)，不僅要加強(qiáng)智能調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用，而且要強(qiáng)化大數(shù)據(jù)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的各種信息，分析信息對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響程度，建立數(shù)據(jù)分析模型，為電力系統(tǒng)調(diào)度決策提供數(shù)據(jù)參考。

6 結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)逐漸完善，人們對電力資源的需求也越來越高，推動了我國電力系統(tǒng)配電自動化的發(fā)展，配電自動化逐漸成為現(xiàn)代化供電的趨勢。為處理配電故障，除了采取具體的故障應(yīng)對策略外，還要強(qiáng)化信息與安全的監(jiān)控，重視配電網(wǎng)的技術(shù)和結(jié)構(gòu)改造。

目前，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，通過電力系統(tǒng)配電自動化可以提高配電效率與配電質(zhì)量。電力系統(tǒng)運(yùn)維工作要加強(qiáng)電力系統(tǒng)配電自動化管理，需要相關(guān)技術(shù)人員對故障進(jìn)行定位和排查，明確故障發(fā)生原因，深入了解不同電力系統(tǒng)設(shè)備的故障并提出解決措施，加強(qiáng)數(shù)據(jù)收集和分析力度，使電力系統(tǒng)配電自動化更加安全可靠。

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