配網自動化技術在10kV 線路故障處理中運用分析

陳璐

（廣州匯雋電力工程設計有限公司，廣東 廣州 511400）

0 引言

隨著我國城市化的不斷發展，電力需求逐漸增大，10kV 配電網是電網的重要組成部分，直接影響用戶能否安全、可靠用電。利用配網自動化技術進行10kV 配電網線路的實時監控，輔助電力企業對線路故障進行預測、定位，幫助技術人員進行線路設備維修，控制電力故障問題的擴大，為提高電力系統運行穩定性、可靠性提供支持，保障電能質量，提高電力服務水平。

1 配網自動化技術概述

配網自動化技術利用計算機技術、通信技術等對10kV 線路上的設備進行實時、遠程監控，當設備存在故障隱患或者出現故障時，該技術利用監測到的數據信息為配電管理系統提供故障地點、原因以及相應的解決措施，并及時進行故障隔離，控制電力問題的擴大，電力管理人員及時安排專業技術人員前往故障點進行維修，提高故障解決效率，縮短停電時間[1]。圖1 為配網自動化技術。

圖1 配網自動化技術

10kV 線路及以上主網出現設備故障，其原因包括臺風、雷雨等自然災害，造成區域大面積停電，影響配電網的安全穩定運行，影響正常社會生活，為此，廣州供電局利用配網自動化技術對配電網進行故障監測，推動配電管理的數字化轉型，實現母線失壓自愈，結合主配網合環轉電技術、配網自愈、程序化操作、智能備自投自動投退等新技術的深度應用，實現電網管理的“機器”替代“人工”，保障大面積停電配網應急處置由“人工轉供”變成“自動轉供”，大面積停電配網應急處置時間由小時級降至分鐘級，持續解放人力物力，提高電力服務的社會效益與經濟效益。母線失壓自愈功能界面如圖2 所示。

圖2 母線失壓自愈功能界面

綜上所述，配網自動化技術運用在配電線路故障處理中，其能夠自動生成、自動校核和自動執行故障處理方案，全過程無須人工干預，極大縮短故障處理時間，與傳統故障處理流程相比，解決故障處理方案耗時長、易出錯、操作設備眾多、操作效率低等瓶頸，大幅提升供電可靠性。廣州配網高效自愈體系示意圖如圖3所示，配網自動化技術的運用助力廣州供電局的配電高效與高質量。

圖3 廣州配網高效自愈體系示意圖

2 配網自動化技術類型

2.1 智能型

智能性配網自動化技術應用在非主干線的電網開關中，當配電線路出現故障時，智能型分布配電方式對故障信息進行分析，根據預設故障區的隔離路徑，將故障點進行隔離，避免故障點對配電網運行穩定性帶來影響。智能型分布配電方式的運用具有良好的可靠性，其故障處理速度快，有利于構建智能化配電管理系統。該技術的運用具有較高人員要求與通信技術要求，且該技術在非主干線上安裝設備，增加配電網運營管理成本，需要對該技術的運用進行綜合考慮。

2.2 主站集中型

主站集中檢測是對電網終端進行檢測，對線路故障點進行判斷，采取關閉故障線路，修復其他線路的方式，避免出現停電現象。該技術方法的運用具有故障排除速度快的優勢，但對機械化程度有較高要求，容易出現錯誤診斷情況，為用戶的穩定用電帶來影響。

2.3 電壓－電流型

該技術的運用是相關設備安裝在10kV 線路上，對線路的電壓、電流進行檢測，達到故障檢查的目的。該技術具有故障檢查速度快、處理及時的優點，還能在發現故障的同時發出警報，提醒電力管理人員及時采取有效處理措施。該技術在10kV 線路故障處理中的運用，提高配電網運行的效率與可靠性，減少跳閘的出現次數，與其他故障處理技術相比，該技術保障沒有出現故障的線路穩定運行，提高配電網絡的可靠性。

2.4 電壓－時間型

該技術運用原理是分析電壓與時間的關系，把握主干線與其他配電線路的運行狀態。該技術運用在10kV 線路的故障處理中，在保障線路穩定運行的同時，自動完成線路故障檢測工作。該技術的運用具有良好的經濟優勢，且運行周期短，但該技術無法實現故障處理的一勞永逸，也就是說，其容易出現二次端點現象，不利于配電網絡的穩定運行。

3 配網自動化技術在10kV 線路故障處理中的應用措施

3.1 構建自動化故障監測系統

故障監測系統利用故障指示器與GPRS 通信技術，對配電線路故障點進行定位，如圖4 所示。在實際操作過程中，將故障指示器安裝在架空線與電纜上，利用其中的電流檢測器與現場指示等設備，當配電線路出現故障時，支路上的指示燈亮，并將故障信息利用無線傳輸的方式發送給信息處理單元（IPU），IPU 可以接受主要分支以及故障探測點的信號內容，并對信號進行分析，獲得有利信息，確定配電線路故障點[2]。故障指示器運行原理如圖5 所示。

圖4 配電線路故障自動定位系統

圖5 故障指示器運行原理

故障指示器運行原理如圖5 所示，當故障檢測點5～8 出現故障時，其他檢測點，如1、2、4、5，出現故障信號，而剩余檢測點沒有出現故障信號，管理人員可以確定故障位置。

將用戶監控系統與地理信息系統相結合，形成一個整體系統，保障配電線路的故障檢測與位置確定，對配電網絡的線路故障監測進行完善，達到實時監控配電網絡運行狀態的目的，及時獲取配電線路故障位置等相關信息，提高線路維修效率，保障配電網絡的穩定運行。

3.2 構建自動化故障處理系統

隨著電網設施的逐漸完善，10kV 線路數量越來越多，其故障數量也呈現上升趨勢，傳統的人力故障處理并不能滿足配電網絡穩定運行的需求，且人工故障處理以事后處理為主，會增加電網運營的人力、資金、物力成本，為提高配電網絡的社會效益與經濟效益帶來阻礙。因此，供電企業利用配網自動化技術進行配電線路的故障管理與處理，構建標準的自動化故障處理系統實現配電線路管理的可視化，該系統對配電線路上的故障點進行信息收集、分析、判斷與自動化處理，確保對故障點的隔離，并將此次故障處理具體信息記錄在系統中，其內容包括故障點的位置、時間、原因等，為后續進行故障檢修工作的開展提供參考[3]。

3.3 自定定位

配網自動化技術具有自動定位功能，其對故障點的快速、精確鎖定是配電線路故障處理的首要前提。利用饋線自動化模式，對配電網絡運行狀態進行自動、全面監控。利用遠傳型故障指示器，對配電線路的故障點進行定位，提高故障點定位的精確度。自動定位功能能夠縮短故障點定位時間，確定故障原因，供電企業不需要安排大量人力進行全線故障排查，提高電力企業進行配電線路故障處理效率，不僅如此，供電企業利用配網自動化技術采集的數據進行整合與分析，總結配電線路常見的故障及其原因，便于電力企業制定具有針對性的配電線路管理與故障處理制度，確保配電線路故障處理的有效性、徹底性，避免同一問題再次出現，提高電力企業恢復配電網絡運行的應急處理水平[4]。

在長距離配電線路管理中，利用遠傳型故障指示器輔助配電線路故障處理工作，利用地形故障指示器與其配合，提高故障點定位的準確度。當配電線路出現故障時，利用自動定位系統對故障位置進行判斷，利用指示燈進行故障定位報警。在實際應用中，為實現配電線路故障點確定的自動與準確，電網管理人員設置故障定位系統，在每一個線路上都安裝報警指示燈，構建線路故障監控平臺，該平臺及時將報警信號進行收集與傳輸，管理人員對接收的信號進行處理，保障配電線路故障的高效處理，實現故障區域與非故障區域的隔離劃分，確保配電系統的穩定運行。在自動定位實際運用過程中，注意選擇合適的饋線自動化模式，確保配電線路故障點的及時監測，避免故障問題擴大，為供電企業帶來較大經濟損失。

3.4 饋線自動化技術

利用斷路器對配電線路的運行狀態可進行監測，具有操作簡單、故障隔離成功率高的優勢，但由于斷路器只能對分段的負荷電流與故障電流進行檢測，不能自主進行故障預測與判斷，不利于配電線路故障的提前預防。斷路器無法控制跳閘現象，無論將其安裝在主干線或者分支線上，故障出現必然伴隨跳閘現象，造成沒有故障的配電線路出現停電。此外，斷路器的使用會讓饋電開線開關多次開閘、合閘，配電網絡會受到電流沖擊，容易對非故障線路帶來影響，出現停電現象。斷路器的運用增加供電企業人力成本，加大配電網絡維修工作量[5]。

利用智能自動化柱上復合開關與智能自動化柱上斷路器，結合饋線自動化技術，提高配電線路故障處理效率。利用自動化開關替換傳統復合開關，實現復合電流與零序電流的自動斷開，該開關具有延時合閘等功能，當配電線路出現故障時，該開關將故障區域進行隔離，避免非故障配電線路出現問題。智能自動化柱上斷路器運用在配電線路故障處理中，自動將保護單元與自動化控制單元融入斷路器中，在配電線路出現故障時，將負荷電流切斷，避免電流對重合閘帶來沖擊。智能自動化柱上斷路器需要安裝在饋線的直線與干線。將饋線自動化控制器與斷路器等設備進行連接，在實際應用中，提前設計合理的控制參數，當配電線路的實際負荷接近或者達到預定參數時，控制器及時將相關數據信息傳輸給電力企業配電網絡管理平臺，并自主進行開關速斷，達到對配電網絡的保護作用。饋線自動化技術的運用提高配電網絡運行穩定性，提高線路故障處理效率，為配電網絡穩定運行提供保障。

4 結語

配網自動化技術在10kV 線路故障處理中運用具有多項優勢，提高線路故障定位效率與處理效率，控制問題擴大，確保無故障線路的穩定運行，避免大面積停電，提高配電網絡服務質量。該技術的有效運用需要利用饋線自動化技術，構建自動化故障監測系統、自動化故障處理系統等，將配電線路故障處理從事后處理轉向事前預防，以及事中的高效處理，提高配電線路故障處理效率與質量，提升配電網絡的社會與經濟效益。