配電網(wǎng)自動(dòng)化中的故障處理模式探究

海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司三亞供電局配電管理中心 劉懷遠(yuǎn)

在新形勢(shì)下，傳統(tǒng)的供電方式已無(wú)法滿足實(shí)際需求，需要得到新的優(yōu)化和調(diào)整。針對(duì)當(dāng)前配電網(wǎng)自動(dòng)化出現(xiàn)的各種問(wèn)題，技術(shù)人員必須學(xué)習(xí)和了解多種故障處理模式，同時(shí)還需重視安全管理、信息管理以及電網(wǎng)改造，這樣才能快速處理各種故障問(wèn)題，確保電網(wǎng)穩(wěn)定供電。

1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的相關(guān)概述

1.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的概念

配電網(wǎng)自動(dòng)化的概念在20世紀(jì)九十年代提出，但目前仍舊未能形成統(tǒng)一的規(guī)范。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)㈦娮蛹夹g(shù)、通信技術(shù)、電力設(shè)備、計(jì)算機(jī)等有效融合起來(lái)，不僅可大大提高供電的質(zhì)量，還能與客戶構(gòu)建出較為緊密的關(guān)聯(lián)。

首先，配電網(wǎng)自動(dòng)化能保障供電的質(zhì)量。在正常狀態(tài)下，配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)能逐漸形成較為完善的配網(wǎng)運(yùn)行模式，可有效保障用電的可靠性；其次，保證配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，可最大限度降低線路的損耗。同時(shí)，配電網(wǎng)自動(dòng)化可滿足當(dāng)前發(fā)展的實(shí)際趨勢(shì)，節(jié)省大量的物力、財(cái)力和人力，最終實(shí)現(xiàn)效率和質(zhì)量的提升。

1.2 配電自動(dòng)化的功能與弊端

在電力系統(tǒng)中，配電自動(dòng)化可發(fā)揮至關(guān)重要的作用，可明顯提高供電的可靠性與質(zhì)量。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)擁有多個(gè)不同的功能，其中包括排除故障、尋找故障、恢復(fù)無(wú)故障區(qū)域的供電；具有設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，能發(fā)揮監(jiān)控功能，了解當(dāng)前各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。一旦電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，監(jiān)控系統(tǒng)能快速找到出現(xiàn)故障的點(diǎn)，并及時(shí)做出警告，避免安全隱患造成較大的損失，大大提高供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。監(jiān)控功能可有效監(jiān)測(cè)相應(yīng)的電壓，查看是否會(huì)存在過(guò)載電路。如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)電路過(guò)載的情況，系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行電壓的調(diào)整，快速穩(wěn)定電壓，從根本上避免出現(xiàn)各種安全事故。借助監(jiān)控系統(tǒng)還能幫助用戶發(fā)現(xiàn)各種故障，從根本上避免出現(xiàn)偷盜電力的情況，不會(huì)影響到公共權(quán)力資源、財(cái)產(chǎn)的損失。對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)能保證其始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)中，也能讓用戶更加便捷地進(jìn)行管理。

在設(shè)計(jì)和性能方面，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)存在諸多缺點(diǎn)，并且主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，系統(tǒng)化、科學(xué)化水平需要得到有效提高。如主控端的應(yīng)用、功能之間不具備較高的匹配程度，聯(lián)通能力相對(duì)較差，而這就會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)系統(tǒng)難以滿足實(shí)際需求。如果未能及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化和更新，那么將會(huì)直接影響到配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展；二是在設(shè)計(jì)配電網(wǎng)自動(dòng)化時(shí)，未能從整體的角度出發(fā)分析自動(dòng)化的技術(shù)功能，這會(huì)出現(xiàn)功能重復(fù)的問(wèn)題，出現(xiàn)較為嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。此外，重復(fù)性功能也會(huì)提高出現(xiàn)故障的概率，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中這些設(shè)備非常容易出現(xiàn)各種故障。

2 配電網(wǎng)自動(dòng)化常見的故障

2.1 110kV和主變壓的進(jìn)線失壓

在供電系統(tǒng)中，主變壓故障主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是主變壓差動(dòng)跳閘，二是瓦斯保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)線試壓的問(wèn)題時(shí)，容易出現(xiàn)110kV進(jìn)線出現(xiàn)瓦斯保護(hù)動(dòng)作。如果未能在第一時(shí)間采用科學(xué)合理的處理方式，那么將會(huì)導(dǎo)致自投現(xiàn)象的發(fā)生，最終出現(xiàn)各種故障問(wèn)題。

圖1 配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 框架保護(hù)動(dòng)作

在配電自動(dòng)化中，框架保護(hù)動(dòng)作是最常見的故障，并且這一故障通常都會(huì)出現(xiàn)在電流型的框架保護(hù)中。如果出現(xiàn)框架泄漏的情況，設(shè)備保護(hù)動(dòng)作會(huì)使得交流、直流的進(jìn)線開關(guān)出現(xiàn)跳閘情況。當(dāng)直線饋線開關(guān)不受到影響的情況下，可在接觸網(wǎng)中運(yùn)用直流母線，由此提供一個(gè)跨區(qū)的供電渠道。二者會(huì)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，另一個(gè)框架泄漏會(huì)產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作，無(wú)論是整流變交流的開關(guān)，還是交流、直流進(jìn)線開關(guān)，都可能會(huì)出現(xiàn)跳閘的情況，不僅會(huì)嚴(yán)重影響到配電自動(dòng)化，還會(huì)影響到系統(tǒng)供電。

3 配電網(wǎng)自動(dòng)化故障的處理模式

3.1 110kV和主變壓的進(jìn)線失壓

雖然會(huì)在主變壓器中安裝好相應(yīng)的保護(hù)裝置，可有效避免故障的發(fā)生，快速解決故障，但也會(huì)在一定程度上增加變壓器工作的負(fù)荷，導(dǎo)致其內(nèi)部溫度的提高。當(dāng)變壓器的溫度超過(guò)原本可承受的范圍，容易出現(xiàn)故障。瓦斯保護(hù)的安裝能有效避免重大故障的發(fā)生，但仍舊會(huì)受到高溫的影響，從而出現(xiàn)油氣分離的情況。因此，在實(shí)際安裝瓦斯保護(hù)的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置好保護(hù)參數(shù)。當(dāng)變壓器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，瓦斯保護(hù)能快速做出警示，提醒技術(shù)人員在第一時(shí)間進(jìn)行查看和維修。在電力系統(tǒng)中，任何一個(gè)變壓器出現(xiàn)問(wèn)題或故障，都會(huì)嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域斷電。因此，當(dāng)接收到故障信息時(shí)，電力調(diào)控中心工作人員應(yīng)當(dāng)快速確定具體的情況，跳閘報(bào)警情況、開關(guān)動(dòng)作情況等，同時(shí)及時(shí)檢查主變壓器等運(yùn)行情況，針對(duì)具體的故障問(wèn)題提出切實(shí)可行的解決措施。

3.2 框架保護(hù)動(dòng)作

在地鐵線路的公共設(shè)施中，通常會(huì)設(shè)置兩個(gè)以上的電流保護(hù)裝置[1]。當(dāng)發(fā)生整流器故障問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)開啟保護(hù)裝置，直流、交流進(jìn)線開關(guān)也會(huì)出現(xiàn)跳閘情況，以此來(lái)保護(hù)線路。如果直流饋線開關(guān)不出現(xiàn)跳閘情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)變壓所跨區(qū)供電的情況，觸網(wǎng)也能保持電力的正常供應(yīng)。如果主流開關(guān)柜出現(xiàn)故障，那么直流交流進(jìn)線、直流饋線等都會(huì)出現(xiàn)開關(guān)的跳閘現(xiàn)象，最終影響到配線網(wǎng)的正常、有序運(yùn)行。此時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采用跨區(qū)供線的方式，保證電力的短暫共同，并立刻處理線路出現(xiàn)的各種故障，盡快保證該區(qū)域的供電穩(wěn)定與正常。當(dāng)電位限制器產(chǎn)生故障時(shí)，電壓元件也會(huì)因系統(tǒng)報(bào)警而出現(xiàn)相應(yīng)的跳閘現(xiàn)象，觸網(wǎng)此時(shí)可采用單邊供電的方式，繼續(xù)提供穩(wěn)定的電壓，由此保證配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

3.3 環(huán)網(wǎng)電纜故障

環(huán)網(wǎng)電纜非常容易出現(xiàn)各種故障，并且原因非常的復(fù)雜，因而需要具體分析故障類型。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，電纜兩側(cè)的開關(guān)會(huì)快速出現(xiàn)自動(dòng)跳閘現(xiàn)象，需要切除電纜故障，并等待技術(shù)人員的維修，保證電力的正常供應(yīng)。但35kV母聯(lián)開關(guān)出現(xiàn)自投現(xiàn)象后，那么在供電時(shí)會(huì)采用一路進(jìn)線。在實(shí)際檢查母聯(lián)開關(guān)時(shí)，技術(shù)人員并未發(fā)現(xiàn)自投現(xiàn)象，此時(shí)就需要及時(shí)合閘。如果肉眼就能看到電纜頭部的電暈，或者已經(jīng)出現(xiàn)一些機(jī)械損傷，那么需要針對(duì)這段電路采用跳閘處理，或者切除出現(xiàn)故障的電纜。同時(shí)，技術(shù)人員需要把出現(xiàn)問(wèn)題的電纜作為進(jìn)線，這樣變電所的開關(guān)就會(huì)出現(xiàn)自投現(xiàn)象，由此保證該區(qū)域內(nèi)的正常供電[2]。

3.4 配電終端通信中斷

在出現(xiàn)此類型的故障時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)盡快去科室通信故障，同時(shí)圍繞著DTU開展故障排除工作[3]。如果GTU失電，那么技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)按照順序檢查空氣斷路器是否處于閉合狀態(tài)。如果都處于正常的位置，那么就需要去檢查互感器柜，檢查熔絲是否已經(jīng)熔斷，同時(shí)還需認(rèn)真檢查GTU供電端子。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)借助萬(wàn)用表進(jìn)行檢查，如果電壓為48V，說(shuō)明正常；如果不正常，那么就需要去禁錮端子。如果在經(jīng)過(guò)以上處理后仍舊無(wú)法恢復(fù)供電，可能是DTU電子的轉(zhuǎn)換裝置出現(xiàn)故障，此時(shí)需要及時(shí)上報(bào)問(wèn)題。

當(dāng)DTU電源的指示燈正常亮起時(shí)，技術(shù)人員需及時(shí)檢查通信網(wǎng)線，查看是否正常插入、是否完好，同時(shí)還需檢查ONU過(guò)熱、DTU死機(jī)等情況。通常情況下，及時(shí)進(jìn)行重啟即可恢復(fù)正常。如果剛開始使用過(guò)的DTU就發(fā)生掉線的情況，需要技術(shù)人員能重新配置IP地址和主戰(zhàn)配置波特率。在變電站中，部分工作也可能會(huì)對(duì)OLT服務(wù)產(chǎn)生一定的影響，從而導(dǎo)致掉線情況的發(fā)生。一旦配電網(wǎng)斷路器出現(xiàn)遙控失敗的情況，技術(shù)人員需檢查電源斷路器、遙控壓板是否在正常工作，同時(shí)還需判斷端子接線是否出現(xiàn)松動(dòng)的情況。

3.5 常見的故障處理模式

一是控制核心電路。技術(shù)人員可在將饋線終端設(shè)置在主線監(jiān)控模式的電路上，設(shè)置在系統(tǒng)中的每個(gè)開關(guān)上[4]。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，技術(shù)人員可利用饋線終端快速了解故障信息，利用監(jiān)控進(jìn)行比對(duì)和記錄。這一故障處理模式擁有明顯的優(yōu)勢(shì)，即在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。

二是隔離故障區(qū)域。當(dāng)電路能處于系統(tǒng)保護(hù)模式下，能快速發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的區(qū)域，并且將其隔離起來(lái)，不會(huì)對(duì)其他區(qū)域產(chǎn)生影響。

三是設(shè)置電流檢測(cè)時(shí)間。首先，技術(shù)人員可設(shè)置開關(guān)的閉合時(shí)間，同時(shí)確定好電流的檢測(cè)時(shí)間[5]。系統(tǒng)的電壓信號(hào)會(huì)從電路開始傳遞，在到達(dá)系統(tǒng)開關(guān)時(shí)將會(huì)花費(fèi)一定的時(shí)間，可有效避免出現(xiàn)立即合閘的情況；在合閘完成后，開關(guān)同樣需要花費(fèi)一些時(shí)間才能檢測(cè)到電流。如果并未發(fā)現(xiàn)故障電流，那么可排除出現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)故障的可能性。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在開關(guān)上做好故障標(biāo)志的設(shè)置，由此發(fā)揮自動(dòng)隔離的作用。同時(shí)，技術(shù)人員還可設(shè)置一定的重合次數(shù)，當(dāng)次數(shù)等于之前所設(shè)定的次數(shù)時(shí)，并且處于分閘的情況，那么說(shuō)明該區(qū)域的故障已經(jīng)被成功隔離。這些故障處理模式擁有各自的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，也同時(shí)擁有一些不足之處。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的情況采用不同的故障處理模式。

4 強(qiáng)化電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化措施

4.1 重視信息管理

信息管理體系的構(gòu)建和完善，可大大提高各種運(yùn)行問(wèn)題的解決效率。配電網(wǎng)自動(dòng)化模式擁有多個(gè)不同的功能，由此可將看作是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)也可進(jìn)行信息的查找和讀寫工作。充分利用信息系統(tǒng)，不僅能快速找到出現(xiàn)問(wèn)題的源頭，還能根據(jù)明確的規(guī)則與要求處理目標(biāo)。在開展信息管理時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)遵從由遠(yuǎn)及近的原則，保證數(shù)據(jù)收集的完整性，避免因數(shù)據(jù)發(fā)生較大變化而出現(xiàn)失誤的情況。

4.2 重視安全管理

對(duì)于電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行來(lái)說(shuō)，安全管理可發(fā)揮至關(guān)重要的作用和影響，能夠?qū)崟r(shí)檢查和了解當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行情況。當(dāng)出現(xiàn)各種安全問(wèn)題時(shí)，安全管理能在第一時(shí)間將危險(xiǎn)控制在合理范圍中，避免這些故障對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)較大的影響。如果配電網(wǎng)自動(dòng)化出現(xiàn)較為嚴(yán)重的永久性問(wèn)題，技術(shù)人員應(yīng)快速集合起來(lái)分析問(wèn)題，制定切實(shí)可行的解決對(duì)策，同時(shí)還需重新打造完善的配電系統(tǒng)，避免對(duì)人們對(duì)生活、工作等產(chǎn)生消極影響。在單一線路出現(xiàn)故障時(shí)，技術(shù)人員需要快速處理問(wèn)題，之后閉合反饋線路的短路裝置，只有成功閉合才能說(shuō)明問(wèn)題已經(jīng)被徹底解決。如果電源被斷開，那么電力系統(tǒng)可自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到新系統(tǒng)中，進(jìn)一步保證供電的有序、穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，配電網(wǎng)自動(dòng)化不僅可提高我國(guó)當(dāng)前的電力傳輸質(zhì)量，但同時(shí)還帶來(lái)了較多的問(wèn)題和故障，在一定程度上給人們對(duì)生活與生產(chǎn)帶來(lái)影響。針對(duì)這些故障，技術(shù)人員必須快速找到出現(xiàn)故障的位置，并采取具體可行的解決對(duì)策，確保配電網(wǎng)自動(dòng)化穩(wěn)定、有序運(yùn)行。