供電所配網故障管理系統的研究

湯全寶

（國網福建云霄縣供電有限公司363300）

供電所配網故障管理系統的研究

湯全寶

（國網福建云霄縣供電有限公司363300）

隨著社會經濟的高速發展和居民生活水平的快速提高，對于電力資源的需求也日漸加大，由此也帶動了電力配網規模的不斷發展擴大。然而，電力配網規模的迅速擴大也帶來了一些問題，比如由于配網不合理或缺陷造成的故障等問題。供電所配網故障管理的主要功能就是通過對配網故障進行查找并及時處理，以保證生產和生活的正常供電。因而，也引發了相關技術部門對供電所配網故障管理系統的研究，本文就這個問題進行了探討，希望能完善供電所配網故障管理系統有一些幫助。

配電網；故障管理；故障定位；故障隔離；供電恢復

由于社會發展的整體需求，近年來我國的用電人數和用電量不斷增加，由此也促進了我國電網建設的進度。與此時同，社會大眾對于供電的可靠性也提出了更高要求。供電所作為電力系統中最基礎的環節，通過建立和完善供電所配網故障管理系統，利用造成電網故障的短路、接地等現象形成的相關數據的分析，可以在最短的時間內對相關故障進行定位、隔離，并及時采取措施進行供電恢復工作，從而減少停電時間，實現提高供電質量和可靠性的目的。

1 供電所配網的特點

要實現對供電所配網故障管理系統深入的分析研究，首先需要對供電所配網的特點進行了解。當今社會，不管是社會生產還是人民生活，都對電力資源形成了較大的依賴，并且隨著社會經濟的發展需要，對電力資源的需求量還會不斷提升。為了適應不斷提升的供電發展趨勢，近年來電力部門加大了整個電網的建設和改造工程。由于電網的擴張，使得相應的設備數量越來越多，對供電所的電網結構也提出了較大挑戰，越來越復雜的結構使得供電所配網的事故發生率直線提高，而且事故處理難度也越來越大。為了保證社會生產和人民生活的正常進行，加大對供電系統的安全運行管理，穩定供電質量，已成為供電所工作的重點。

目前，我國的電力系統已形成了一個較為龐大的規模，整個系統的結構也日趨復雜。從研究層面來看我國的電力系統，主要是由配電、輸電、發電三個子系統構成，而配網系統起著將這些子系統進行有效連接的作用，主要功能是把發電系統產生的電能分配到各個用戶中去，屬于電網的末端。供電所配網在系統運行、設備維護中表現出了以下三個特點：

（1）供電所配網在結構上呈現出既復雜又薄弱的特點。目前，我國所有的供電所配網基本上都是以輻射形網絡為主，只有較少數采用的是開環運行的環網接線。由此也造成了配網計劃檢修、設備的運行故障及檢修都會對供電所配網的正常運行產生影響的現象。尤其是設備的計劃檢修，可以直接形成對供電所配網電力系統可靠性的影響。

（2）供電所配網系統設備具有維護難度大、效率低的問題。與輸電系統中包括變壓器、開關等在內的主設備都相對集中比較好進行日常維護和檢修不同，供電所配網系統的相關設備則分散于配電系統整個網絡涉及到的所有范圍，因此，在進行日常維護和檢修時，很難進行快速、有效的相關工作。

（3）由于各個區域的實際情況差異，導致了作為聯系用戶和電力系統的配電系統的供電所配網在不同地方的狀態、配網設備質量和運行情況都各不相同。以致于在進行配網設備檢修等工作時，需根據當地的實際網架結構和設備進行相關工作的調整，致使供電所配網系統的維修水平始終不高。

2 供電所配網故障管理系統的重要作用

供電所配網故障管理系統，正是在針對供電所電力系統的故障管理開發出的自動化管理系統。它通過把主干電網上相關設備的參數和數據利用通信線路傳送到主站的計算機上，當電網系統出現故障時，主站的機算計會快速做出反應，對相關數據進行分析，找出異常并及時報警。此時，Web瀏覽器會向相關技術人顯示故障數據和相應的分析結果，以提示上級管理部門對電網故障進行監控和處理，這就大大提高了供電所的供電質量。供電所配網故障管理系統主要有以下兩大作用：

2.1 數據采集

為實現對供電所配網故障的有效管理，相關的管理系統首先需要對電網數據進行收集。供電所配網故障管理系統，通過電能量數據采集器對用戶的用電信息和數據按設定的時間間隔進行收集，并將相關數據進行遠距離傳送，到達數據處理中心。在此過程中，電能量數據采集器可以保證數據的有效保存，同時，相關設備還可以通過處理中心統一校正時鐘，保證數據收集的準確性。

2.2 數據處理功能

供電所配網故障管理系統還可以將收集到的相關數據進行分析處理，將原始數據進行整合制作成各種幫助故障分析和排除的數據表格、數據圖形以及各類統計數據。以實現對電網系統故障的有效控制。

3 供電所配網故障管理系統的工作原理和相關技術

供電所配網故障管理系統在進行相關的電網故障控制時，涉及到的相關技術、設備和流程較多，以下就相關問題進行簡要的分析和研究：

3.1 故障定位

（1）故障指示器。在供電所配網故障管理系統中，故障指示器是最基礎的設備，且種類較多。僅以短路故障指示器為例，由于電網發生短路時，會產生巨大的短路電流，進而對相關的電力設備造成嚴重的損害，因此在發生此類故障時，應立即采取隔離措施。基于此，電力網上一般都安裝有用于檢測故障以及分離故障的保護裝置。就供電所配網系統來說，這種設備主要是安裝在饋線線端上，其工作原理是，一旦出現了短路故障，出現短路的饋線就會在該設備的作用下與網絡分離開，從而起到對設備和網絡的保護作用。在這里，通過故障指示器實現對設備和網絡保護的關鍵在于故障準確定位技術。

短路顯示器適用于中壓電網，對電網的放射和開環運行模式則沒有要求，適應性較好。將其安裝到包括母線、架空線、電纜等需要監控的載流導體上，即可利用短路產生的巨大電流形成的磁場啟動短路顯示器，當電流超過短路顯示器的限值時，短路顯示器就會發出信號，為中心處理系統提示從饋線首端到短路故障線路的方向，實現對故障位置的確定。由此可見，故障指示器的故障指向功能是其在供電所配網故障管理過程中發揮作用的重點。

然而目前，故障指示器在市場上的種類雖多，卻有很多缺少這樣的功能。指向功能對于故障指示器發揮作用來說，一方面可以補償網絡的接地故障，另一方面還可幫助指向分散發電網絡中出現的兩相或三相故障。因此對于故障指示器的功能開發應主要針對這一方面來進行。從技術層面來說，故障指示器的技術開發的主要瓶頸是對電壓的測量，通過基于電阻、電容或電感原理的分壓器不僅能解決這一問題，還可以將使用技術所涉及到的費用控制在高壓、中壓變電所中使用的感應式電壓互感器的費用以下，從而實現對相關技術成本的有效降低。

（2）故障距離計算技術。此項技術重點在于通過對測量的故障電流和網絡計算的結果的比較，來估計故障發生的距離，對于線路距離較長的郊區和農村電網，故障距離計算技術可以起到很好的配網故障管理補充作用。故障距離計算技術主要有兩種計算方法：

采用距離繼電器的故障距離計算。這種計算方法是基于一個中壓網的分析模型，以中壓站和分支點來對每一饋線進行分段，每一段大約在50～500m之間，然后利用一個標準的電力系統分析軟件對模型中的每一段進行離線短路的靜態電抗計算。一旦出現故障，遙測故障電抗就會自動將相關的信息數據傳送到處理中心的計算機上，并找出相應的段。這項技術的特點在于不會對故障進行在線分析定位，只對故障段進行選擇，并將結果以小表格的形式提交給相關管理人員。

故障電流測量的短路故障定位。這項技術是基于配電數據管理系統（DM S）和變電所遙控系統（SC ADA）在線對比測量的和計算的故障電流。其原理是首先通過測量獲得變電所到故障點的距離，再通過與網絡圖進行比較，找到可能的故障地點。

3.2 故障隔離與供電恢復

（1）確定開關位置。在進行了故障定位的工作以后，就需要進行故障隔離和供電恢復，以保障其他線路的正常供電。通常的做法是，在確定了故障點之后，通過網絡拓撲分析結果，選出可以隔離故障的開關設備，進而改變相關的開關狀態，逐步減少連接在有故障或可能發生故障的線路上的設備的運行。

（2）供電恢復算法。供電恢復算法是基于故障隔離分析的結果在需要恢復供電的區域，利用其邊界的開關設備構成一條最短的供電路徑快速實現供電狀態的恢復的技術。這項技術要求供電路徑的構成中必需至少有一個斷路器，原因是斷路器可以在有負荷時進行操作，而隔離開關則只能在無負荷時操作。

4 結語

供電所配網故障管理系統使得電網故障從發現到修復，實現了環節的優化和處理速度的有效提升，不僅降低了由于電網故障檢修產生的開銷，還提高了電力的正常供應質量，增加了供電系統的可靠性。從經濟效益角度和社會影響角度出發，加強對供電所配網故障管理系統的有效運用是非常有必要的。

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1004-7344（2016）30-0125-02

2016-10-10