對低壓配電設備安全信息化管理及故障維修的探討

中共山東省委機關政務保障中心 魏長東

低壓配電設備在電網體系中有著非常重要的地位，它是電力系統運轉的主體，時刻保障著電力能源的傳輸、供應，以保障電力系統的穩定運行。因此，為了加強配電設備管理，充分發揮配電設備的功能，延長其使用壽命，保障設備安全可靠運行，完善電力系統現代化管理水平，提高電網管理效率，降低運行成本，加強和提升低壓配電設備安全管理的信息化水平變得尤為重要，這是順應社會發展的趨勢，更是電網現代化發展的必然要求。

但現在設備管理、尤其是低壓配電設備管理仍存在一些問題：設備種類繁多，信息化管理方面數據處理分析能力不健全，未能充分分析利用有效信息而造成故障等問題的處理不明確、不徹底。這樣不僅會造成設備在管理方面難度加大，還會在故障診斷、維修方面造成影響，分析問題不及時、不充分等造成設備損壞、故障等，間接的增加了電網維護的成本。

1 基于信息化技術的設備安全管理方法設計

1.1 基于信息化技術的設備安全管理技術選擇

在設計設備安全管理方法時，應明確設備的信息化安全管理技術的選擇，以便構建信息化安全管理系統，通過這種信息化安全管理系統可實現非人為的對設備的運行、數據傳輸等操作進行監管，且能實時提取、分析處理有效信息，以便對整個設備運行系統進行分析診斷。由于在信息化技術中，PGMI技術可對設備運行現場出現的信息實時收集與控制，然后反饋回信息數據庫進行信息處理、數據信息保存、數據信息的再分析等功能。

以設備運行時系統管理燃料流程時的系統界面為例，鑒于圖1系統框架的設計，網絡與應用相結合的數據處理層其對于設備信息的收集與處理能力十分出眾，再加上與安全聯鎖技術的結合，可有效的解決低壓設備在穩定運行方面存在的問題。上述系統分為三個功能區：狀態處理、狀態管理、狀態反饋，即在設備運行時進行檢測從而判斷和預測接下來設備的運行狀態，并結合設備的狀態進行狀態驗證，并將信息反饋給處理系統，以上三個系統協調工作就能穩定保證低壓配電設備能夠正常工作運轉[1]。

1.2 基于信息化技術的低壓配電設備安全運行策略

基于上述安全管理技術及其框架下，為保障設備運行時數據信息的安全可靠性，首先應為安全管理平臺搭建安全防火墻，即為計算機安裝優秀的殺毒軟件如卡巴斯基、邁克菲等，以防木馬、病毒的入侵造成數據文件的損壞；然后在辦公網絡、數據網絡之間的數據交換時進行網絡防護；最后對操控平臺加強權限管理，如查看、改寫、修改程序，用戶授權等服務，特別是在用戶的授權等級上，為授權賬戶應該有相應的管理制度，為其獲取特定的權限而專門設置預分配的使用功能。

這一做法可參考手機中的一些應用的功能使用權限，只有手機持有人同意才能讓應用獲得相應的權限和功能使用，這樣就能很好的保障數據的安全性，能夠對使用者的權限進行驗證，而不同于手機對應用權限的方面有不少，因為訪問人員的使用要求不同，所以要絕對保證使用者的信息隱私安全，對于低壓配電設備設備運行數據的安全，需要高度重視，這里可運用一些數據信息保護軟件如Veritas進行數據的安全保護，此外還要做好網絡環境安全管理體系網絡。

在辦公網絡和數據采集網之間應用Web防火墻防護，可相對的保證服務器網絡方面的安全，從而進一步保證控制網之間的數據有效傳遞、控制、運用等，因為一些設備因漏洞、木馬、爬蟲病毒等信息技術危險而導致數據網絡癱瘓損壞，進一步導致設備損壞的事件也有發生，因此在數據采集網做好web防護很有必要；而在數據網和控制網之間，由于這涉及到多種設備之間的數據集中處理、協議轉換交流等功能行為，因此就需要施加多種安全措施以夯實整個安全管理體系網絡信息的安全性，這里建議可設置TASS ICFW200之類的工業防火墻。此外，對低壓配電設備安全管理過程中要定期對上述系統中的服務器、數據庫、操作站電腦等設備進行漏洞檢測掃描、檢測。

1.3 基于信息化技術的低壓配電設備安全管理系統監管策略

上述信息安全系統運行中，也要建立監管系統進行監督，在系統運行時設置一個后臺運行統計模塊，這樣可方便單位對整個系統有更好的掌控，也可對設備運行時各部分內容進行實時查詢，以了解整個系統在運行中各個機械運行情況，在維修時就能更好了解各個機械的大致損耗情況，這樣就能提升整個系統的工作效率和管理工作的水平。

1.4 低壓配電設備安全管理信息系統運行

通過對系統數據庫的數據訪問權限嚴控、對安全管理系統的分級分類專項管理，對不同單位、不同使用者的使用權限明確設定等細致化，專項化的任務分配，確保機械設備的安全管理工作穩定運行。同時也要注意要對上述信息化管理系統保持更新、清理無用緩存和擴容、及時變更系統和其分配的管理權限、管理范圍、管理內容等提高系統的可拓展能力，降低其耦合度，這樣也利系統和設備的維護、檢修。

2 低壓配電設備故障分析

2.1 分析造成低壓配電設備故障的原因

低壓配電設備出現故障的時間時有發生，且故障頻率大多發生在夏季用電高峰季節，低壓配電設備出現故障的問題也多種多樣，一般性故障有系統接地、保險熔斷、線路斷線等問題，其他性故障則有電容器運行故障、直流系統運行故障等，這樣不便于運維人員快速排查、解除故障，恢復設備正常供電，會造成很大的損失。

2.2 針對低壓配電設備一般性故障的分析

對于上述所說到的一般性故障，因為在發生故障時，由于通過消弧線圈進行先消弧后接地的小電流接地系統，其接地系統中母線輔助線圈開口端存在電壓，當繼電器在系統處于平衡狀態時，開口端角接電壓為0，而當系統電壓失衡后，開口角接電壓中相位角改變，使某項電壓下降，這樣其他項電壓就會升高，導致電壓過高造成保險熔斷，若是在電壓升高的過程中出現諧振現象，就很容易造成線路斷開[2]。

2.3 針對低壓配電設備的電容器運行故障分析

造成低壓配電設備的電容器產生故障的成因大致分為兩類：諧波和運行電壓。由于部分電器在使用過程中不可避免的產生諧波電壓，對電網產生污染和干擾，擾亂電器正常運行狀態，在此情況下電容器就極易收到諧波電壓、諧波電流的干擾，使其內部電壓、電流快速上升，就是我們所說的出現過電壓、過電流狀態，這種狀態就極易燒毀電容器，這就是諧波電壓對電容器產生的危害。

此外，運行電壓也會影響到電容器的運轉狀態，電容器經常在工作時隨時間的增加，其自身的溫度也越升越高，這樣就會導致其運行電壓越來越高，由于電容器的額定電壓，而運行電壓不受控的隨運行時間增加而變長時，超過電容器的額定電壓，就會造成無功功率增大，電容器介質損耗也不斷增加，也就是無功損耗增加，長此以往電容器電阻就會隨使用時間不斷變大，損耗也越來越快，使用壽命也會大大下降。

2.4 針對低壓配電設備的直流系統運行故障分析

低壓配電系統在運行時要求對直流系統進行絕緣處理的，若發生接地故障，且接地點只有一個時，會大大影響電壓的幅值，可能使系統把控回路功能下降，出現保險熔斷的情況；接地點有多處時會使系統邏輯控制回路功能下降，出現誤操作，這樣也會造成保險熔斷甚至繼電器短路等安全問題發生。

3 解決低壓配電設備故障維修的方法

為了防止在低壓配電設備在運行中出現故障，應根據搭建的信息化安全管理平臺對整個運行系統進行實時監控，根據實時運行數據，在故障發生的高峰期總結和摸索規律，充分發揮主觀能動性，根據電網負荷及時調整、控制電流，以避免電力設備出現故障。同時為了在配電過程中能夠科學、且有針對性的分析所出現的問題，應注意總結以下幾點：

一般性問題維護。當出現上述提到的一般性問題時，由于經常故障表現為保險熔斷，所以要經常對線路二次側電壓進行檢測，避免某項電壓因為電壓失衡而升高造成保險熔斷斷路。若是由于接地造成故障那么就需要對相關設備進行運行監測，時刻根據信息化系統反饋出來的數據進行實時分析，快速處理故障，及時排查故障，更換故障零件，并在故障解除后復查，以防止類似故障再次發生。

操作電源的維護。在電力系統運行時，保障低壓配電設備操作電源穩定可靠是十分重要的，因為低壓配電系統的操作電源會因為電壓過載，不當操作導致電源負載變高，進而使電源老化。為此就要定期請檢修人員對設備進行電路檢測，排查故障，分析存在的故障，對現有系統所能承受的最大負荷進行評估預測，然后及時調整配電設備的運行參數，對老化、故障設備進行更換，這樣就可為后期故障排查減輕負擔。

斷路器的運行維護。斷路器對于保護電網穩定運行來說是一個必不可少的控制器件，因此對該設備的維護診斷就需要高度重視，以常見的真空斷路器的維護為例，在維護檢測時需要嚴格按照技術標準，按照一定的檢測周期對真空斷路器進行工作頻率耐壓測試，對真空滅弧室進行定期巡邏檢驗，若是發現滅弧室室內出現異樣顏色，就需要及時匯報并進行檢修、維護，以保證真空斷路器的正常工作。參照真空斷路器的檢修維護程序，其他斷路器的運行維護也是如此，按周期對其進行工頻耐壓測試，對設備實時監控、巡邏檢測。

互感器的運行維護。互感器在電力系統中無論是在一次側還是在二次側都發揮著巨大的作用，它監控電力系統中一些重要的指標，能夠及時反饋系統運行狀態，因此變壓器的維護檢修同樣需要高度重視。由于電流互感器測量變化幅度相對電壓而言較大，為此為了準確調整電流，應配備高精度的電流互感器，以防止負載超過互感器測量極限出現測量誤差而導致二次側繞組電流過大而發熱燒毀，同樣要確保變壓器的負載與互感器的負載所匹配，不應差距過大。上述現象表明在互感器的維修檢測中，重點檢查互感器的絕緣損壞問題和負載容量問題，這一點與電壓互感器相似，電壓互感器需要與之運行匹配的負載容量，以防容量不足而過載，這樣長期過載運行同樣會造成二次側發生短路燒毀時間。對于電壓電流互感器應檢測互感器漏電、漏油等情況，注意保證互感器清潔，避免油污堆積等現象，定期更換損壞的絕緣子，防止絕緣子損壞放電。

跳閘故障的應對措施。對于出現跳閘故障，應及時快速改變線路運行方式，運行預備方案，轉移出線路負荷，然后對線路檢測排查，停止故障段線路設備的運行，切斷該設備，如果同時出現變壓器過載，那么優先檢測變壓器側線路是否出現不規則動作，若是未出現變壓器過載，那就是線路負載大所造成的，就要有效降低該線路的負載。

綜上，在低壓配電設備運行中做好信息化安全管理工作和常規檢查檢測工作是必不可少的，信息化安全管理可更有效地幫助工作人員在第一時間了解系統的運行、損耗、狀態等信息，進行故障診斷和維修保養工作，同樣也降低低壓配電設備在運行時出現故障的概率。在常規檢查和巡邏監測同樣也要注意巡查中出現的問題，及時處理才能及時止損，防止事態變嚴重出現大問題。為滿足社會的用電需求，電力企業一定得在低壓配電設備的信息化安全管理和故障維修檢測方面重視，以勤維護勤檢查保障配電系統的安全穩定，為社會提供穩定高效的優質服務，也推動電力企業的可持續穩定發展。