配網(wǎng)自動化中故障處理方式探析

摘要：隨著我國光纖通訊、移動通訊兩大通訊方式的不斷發(fā)展，配網(wǎng)自動化的技術(shù)也要求越來越高。無論是光纖通信網(wǎng)還是移動通訊網(wǎng)都是一把雙刃刀。本文將通過介紹配網(wǎng)自動化對通信系統(tǒng)的要求，探討了光纖通訊網(wǎng)和移動通訊網(wǎng)兩種常用的配網(wǎng)自動化通信方式的適用性以及其相對應(yīng)會出現(xiàn)的一些問題故障，從而得出有效的故障處理方式，使到這兩種配網(wǎng)自動化得以有效改善并且進(jìn)一步在配網(wǎng)自動化領(lǐng)域中發(fā)展。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化；光纖通訊；移動通訊；故障處理；探討

引言

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信手段日益繁多，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)信息高速路可供選擇的通信方式很多。配電網(wǎng)自動化是運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)、其最終目的是為了提高供電可靠性和供電質(zhì)量，并且將反映遠(yuǎn)方設(shè)備運(yùn)行狀況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心，使配電網(wǎng)始終處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效的最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)。如果我們因地制宜選用不同的通信方式，能夠最大限度提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，從而進(jìn)一步該少配網(wǎng)自動化的服務(wù)質(zhì)量。

1.當(dāng)前配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中故障存在的主要模式

1.1有信道的故障模式

有信道的故障模式是指在故障發(fā)生后，能夠通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)本身存在的各個位置的控制開關(guān)來反應(yīng)出故障位置的一種有信號發(fā)射的故障暗示模式。有信道故障模式依靠通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)整個監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與控制。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，其故障必然位于兩個開關(guān)點(diǎn)之間。當(dāng)基于饋線差動保護(hù)原理的分散判斷方式是當(dāng)故障發(fā)生時，有信道模式下的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)就會通過相對應(yīng)的開關(guān)來控制信號發(fā)射，判斷出故障存在的位置。因此，在饋線自動化保護(hù)中，可以只考慮開關(guān)的控制問題。

1.2無信道的故障模式

無信道的故障模式是通過線路始端的重合器同線路上的分段開關(guān)的配合，當(dāng)系統(tǒng)通信正常時，以集中判斷方式為主。它能夠快速完成故障的識別、隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，由故障定位軟件進(jìn)行故障定位，包括重合器同過流脈沖計數(shù)型分段開關(guān)配合、重合器同電壓時間型分段開關(guān)配合以及重合器間配合等實(shí)現(xiàn)方式。無信道故障模式下過流脈沖計數(shù)型分段器不能開斷短路電流，但能夠在一定時間內(nèi)記憶重合器備開斷故障電流動作次數(shù)，從而構(gòu)成一種高性能的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。這模式下能夠及時準(zhǔn)確地確定故障區(qū)間，比有信道模式下的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)更加快捷、靈活。因此，無信道模式下能夠?qū)ε渚W(wǎng)故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，迅速隔離故障區(qū)間和恢復(fù)非故障區(qū)域供電。

2基于故障信息陣的定位算法

由于三相負(fù)荷的不平衡，根據(jù)饋線的最大負(fù)荷，對各臺FTU進(jìn)行整定。正常運(yùn)行時系統(tǒng)存在負(fù)序電流，如果在三相電流中疊加了白噪聲，在饋線l上發(fā)生A相接地故障（F1），那么（F1'U）的測量采集環(huán)節(jié)就會存在一相不對稱的問題。當(dāng)饋線發(fā)生故障時，采用綜合負(fù)序電流突變量（SNSVC）作為負(fù)序電流故障分量。如果縱向識別中相鄰的FTU比較綜合負(fù)序電流突變量的差異，有故障電流流過的分段開關(guān)上的FTU將檢測到高于其整定值的過電流，那么，在正常運(yùn)行時根據(jù)故障判定矩陣就可準(zhǔn)確地判斷和隔離故障區(qū)段。我們可以根據(jù)配網(wǎng)自動化的拓?fù)鋱D來進(jìn)行相關(guān)定位算法，由于基于信息矩陣的算法完全根據(jù)FTU上報的信息進(jìn)行故障定位，當(dāng)超過門檻后FTU才會啟動通信判別邏輯。配網(wǎng)自動化的拓?fù)鋱D如下圖1所示。

對于單電源樹形配網(wǎng)或開環(huán)運(yùn)行環(huán)形配網(wǎng)的故障定位，采用整周付氏算法并結(jié)合工頻濾波。可將饋線上的斷路器、分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)當(dāng)作節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行編號，將結(jié)果上傳給位于變電站的配電子站，構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)描述矩陣和生成故障信息矩陣，對于配電網(wǎng)的間歇性接地故障。對于多電源閉環(huán)運(yùn)行的配網(wǎng)故障定位，可在生成故障信息矩陣時，考慮故障電流的方向性。當(dāng)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)較多時，可采用分線存儲技術(shù)，可將配網(wǎng)的多電源故障定位轉(zhuǎn)化為單一電源的故障定位問題，將饋線作為樹或有向圖來描述，構(gòu)造基于開關(guān)和雙親表示法的饋線有向描述模型。只要對每一電源都假定一次正方向，且在每一正方向下用改進(jìn)后的矩陣算法求一次故障設(shè)備，無需進(jìn)行矩陣相乘以及規(guī)格化運(yùn)算，就能找到所有的故障設(shè)備，從而可以解決環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行模式的多點(diǎn)故障定位問題以上。

3基于主站遙控的饋線故障處理

在這種模式中，需要在各開關(guān)上裝設(shè)饋線終端單元（FTU）。在故障發(fā)生時，各個饋線終端單元負(fù)責(zé)記錄下故障前及故障時的重要信息，經(jīng)過分析處理之后，基于主站遙控的饋線故障處理，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)會出現(xiàn)一些負(fù)荷電流或者故障功率的故障問題。當(dāng)在開關(guān)和開關(guān)之間發(fā)生了多處或者單純是一處故障，即非單元饋線接地的情況下那么饋線故障處理都會把上述的故障問題上傳至控制中心以便進(jìn)一步對信息進(jìn)行分析。在控制中心，故障信息會經(jīng)過計算機(jī)系統(tǒng)的中樞系統(tǒng)分析并確定故障的位置，從而進(jìn)行相對應(yīng)的處理。基于主站遙控的饋線故障處理運(yùn)作原理我們可以參見下圖2所示系統(tǒng)進(jìn)行分析。

當(dāng)在開關(guān)S1和開關(guān)S2之間發(fā)生故障F1（非單相接地）時，該饋線的信號將會保護(hù)電路促使斷路器B1發(fā)生發(fā)硬，斷開整個電路，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)會切斷故障路段。裝設(shè)在S1處的FTU檢測到故障電流，但是裝設(shè)在開關(guān)S2處的FTU并沒有故障電流通過，通過配網(wǎng)自動化系統(tǒng)我們可以發(fā)現(xiàn)基于主站饋線的故障發(fā)生在S1與S2之間，遙控跳開S1和S2實(shí)現(xiàn)故障隔離。與此同時，B1和B0會相繼閉合，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通過調(diào)控自動恢復(fù)電流通過，這就是基于主站遙控的饋線故障處理原理。

4基于系統(tǒng)保護(hù)的饋線故障處理

目前很多基于系統(tǒng)保護(hù)的饋線故障處理都會把保護(hù)、斷路器的動作邏輯及運(yùn)行人員的診斷經(jīng)驗(yàn)用規(guī)則表達(dá)出來，。在饋線網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生相間故障或三相故障后，通過各個開關(guān)的反應(yīng)，判斷電功率以及電流的流動方向，然后確定故障所在的位置。基于系統(tǒng)保護(hù)的饋線故障處理利用通信實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的選擇性，將故障識別、故障隔離、重合閘、恢復(fù)供電一次性完成，形成故障診斷的專家知識庫。基于產(chǎn)生式規(guī)則專家系統(tǒng)可以把故障診斷問題內(nèi)含有大量的經(jīng)驗(yàn)性知識和邏輯推理用模塊化、直觀化的規(guī)則表達(dá)出來，對于可能的故障裝置，尋找由故障點(diǎn)到報警信號之間的通路。饋線系統(tǒng)保護(hù)在很大程度上延續(xù)了高壓線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原則，進(jìn)而根據(jù)警報信息和知識庫進(jìn)行推理，獲得故障診斷的結(jié)論。通過快速現(xiàn)場總線與相鄰?fù)ㄐ牛C合比較后確定出發(fā)生故障的區(qū)段，并允許對規(guī)則進(jìn)行修改。

基于系統(tǒng)保護(hù)的饋線故障處理能夠快速地切除故障，并對故障進(jìn)行有效的搶修、處理。對于大多數(shù)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)來說，供電的可靠性在于系統(tǒng)究竟能夠自主完成一次性的快速處理故障。

結(jié)束語

總的來說，配電網(wǎng)自動化是近幾年發(fā)展起來的，它能夠提高整個配電系統(tǒng)的管理水平和工作效率。我們在配網(wǎng)自動化平臺上開發(fā)小電流接地故障的識別的新原理具有理論意義和實(shí)用價值。配網(wǎng)自動化在主站系統(tǒng)占據(jù)了技術(shù)制高點(diǎn)，具有較高的利潤率水平。盡管我們也很清楚它存在著兩面性，但按照規(guī)定的、合理的、科學(xué)的方式對其故障進(jìn)行相關(guān)的處理，那么就能使其不斷完善、不斷進(jìn)步、不斷發(fā)展，逐漸成為更高層次更先進(jìn)的技術(shù)。

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