智能配電網的故障處理技術研究

張仕航

摘要：智能配網故障的定位與處理成為智能配網研究的主要目標，也是配網運維的一大挑戰(zhàn)，要積極采用新技術，引進全新的故障處理技術。只有掌握科學先進的故障處理技術才能達到對故障的動態(tài)監(jiān)測、評估，從而更加高效地解除故障。文章分析了多種智能配網故障處理技術的應用。

關鍵詞：智能配電網；電網故障；故障處理技術；配網運維；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM711 文章編號：1009-2374（2017）04-0146-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.074

智能配網系統(tǒng)實際運行中具有智能化、先進化、自動化等優(yōu)勢，能夠提高配網系統(tǒng)運行質量，提升供電服務水平。然而，智能配網故障處理技術需要不斷發(fā)展與更新，只有掌握科學先進的故障處理技術才能達到對故障的動態(tài)監(jiān)測、評估，從而更加高效地解除故障。

1 智能配網故障處理的研究條件

智能配網經過長時間的運行與運轉，由于受到多種內外因素的干擾與威脅，故障問題在所難免，然而配網系統(tǒng)故障的處理應該把握好一些關鍵的節(jié)點和時期：第一，故障瞬間出現時。必須抓住關鍵時刻，及時切斷故障，需要迅速反應，有選擇性地采取措施。只有當斷路器跳閘時，會發(fā)生大范圍停電事故；第二，配網線路中發(fā)生故障與未發(fā)生故障部分的分隔，保護非故障線路正常運行；第三，定位故障點。智能配網故障發(fā)生后，最關鍵的是要精準地鎖定故障的位置，并采取措施來排除故障，其中故障定位最為費時、費力，而且精準度也有待提升。故障定位后則要分析故障成因，并采用科學的故障處理技術來分析并解除故障。

智能配網保護，在選擇性與快速性之間形成了矛盾，有必要通過更新保護系統(tǒng)與技術來解決這一矛盾，保護配網系統(tǒng)安全。

2 智能配電網故障處理技術分析

2.1 分布式智能技術

當前形勢下，配網系統(tǒng)主要采用集中控制模式達到對故障的隔離、轉供，這種控制模式通常過于依賴通訊通道、主站，不能充分、牢固地控制。同時，舊式的分段器與重合器方案，無法依賴于信道來傳輸信息，實際的操作運行效率相對低下。對此，采用分布式智能技術則能克服傳統(tǒng)故障處理技術的弊端，能夠有效提升故障隔離的自動化水平，確保負荷高度自動化轉供，實際運用中具有一定的安全性、穩(wěn)定性，而且即便不借助通訊信道、主站等，也能最大程度實現信息傳輸，信息傳輸效率更高。同時，分布式智能技術也方便多電源電力系統(tǒng)的運行，特別是當通訊信道發(fā)生故障的情況下，也能對一些特殊的故障，例如：短路故障等加以隔離，并依托于電源進行轉供電，讓故障段更快地回歸正常供電。同時，也能依賴于遠程自動化技術，讓故障更加高效、快捷、精準地得到分析、解決與處理，能夠達到各類用戶的服務需求。當配網系統(tǒng)中某一區(qū)間出現故障，智能開關能夠憑借通訊系統(tǒng)來深入判斷、辨識故障，從而高效地切斷并隔離故障，其他非故障區(qū)依然能正常運行，控制故障影響范圍。此技術通常適合平面桁架網架結構的故障診斷。

2.2 故障點自動定位技術

故障點自動定位技術具有一定的適用范圍，能夠用于多種網架結構類型，例如平面桁架系網架、四角椎體系網架結構以及三角椎體系網架結構。

2.2.1 短路故障指示。配網系統(tǒng)出現故障問題時，要想能高效地解除故障，首當其沖是要進行故障點定位，因為只有準確地鎖定故障點的位置，才能有針對性地采取措施來解除故障，故障點自動定位技術能夠實現故障的自動化定位。

故障指示器被配設于配網系統(tǒng)，主要負責發(fā)出故障提示信號，指出故障電流路徑等，屬于一項智能化的電氣設備。為了節(jié)省施工成本，一般成批、成群地配設故障指示器，從而達到配網自動化的目標，這其中無需借助其他設備，例如開關、斷路器、智能控制器等，就能夠達到故障高效定位的目標，而且更多的指示器能夠確保故障被更為精準、高效地定位，有效提高故障檢修工作效率。

觀察上圖能夠看到，如果配網系統(tǒng)中線路承受較大電流，已經超出了某一定值標準，指示器內將發(fā)出指示信號，如果電流值超大，具有一定的沖擊性則必將使得指示器發(fā)出巨大響應，也就是說主要參照負荷大小來對應定位故障，故障定位更加及時、高效、精準，控制誤動率。

2.2.2 單相接地故障定位。一些配網系統(tǒng)，中性點未能直接接地，在這種情況下，無法更加準確、直接地鎖定單相故障點具體所處位置。而且因為配網系統(tǒng)網架構造與接地模式之間存在一定的差別，這就使得一些舊式的故障定位法，例如：零序電流、電壓法等不能發(fā)揮作用，要盡量讓故障性信號成為監(jiān)測的目標與根據，才能真正實現單相接地故障定位。

中阻智能接地技術能夠用于單相接地故障的定位與排查，此系統(tǒng)主要包含兩大部分：信號源設備、故障監(jiān)測設備。要想能夠高效地接收故障信息，就要把可控電阻連入變壓器中性點和大地二者中間，通過這種方式能夠在一瞬間把動態(tài)電阻負載信號連接至系統(tǒng)，從而使得帶有故障的信號信息碼電流以疊加的方式作用于負載電流，將其作為一個故障定位的信號。

在配網系統(tǒng)中配設接地故障指示器，其運行原理參考圖2所示：

將接地故障指示器配設于變電站，具體應該適合設置于出線、線路交叉或分支處，借助此指示器來進行故障信號監(jiān)測，并自動化發(fā)出相關的動作，發(fā)出相關指示，及時指出故障問題。系統(tǒng)出現故障后，信號源則不能立即投入，此時，指示器K將有所反應，選線設備也能夠自動化地呈現并記下故障出線信號，再憑借指示器也能科學判斷故障出線，從而故障通路中的一系列指示器，從K1到K3將翻牌，發(fā)出紅色指示信號。

2.3 網絡保護技術

舊式的電流保護具有一定的局限性，其中保護動作配合問題需要重點考慮，對此有必要選擇網絡式保護。這一保護是以CAN總線為基礎的數據高效率傳輸技術。如果線路的某個位置出現短路故障，相關的信號、信息資源等能夠在網絡系統(tǒng)中來同步分享，以此來達到站內的網絡保護，更加高效、精準地處理故障問題。

網絡保護系統(tǒng)自身能夠相互協(xié)作、互動配合從而實現級間配合，擴大了保護范圍，從某一點的保護拓展到一條線路、一個區(qū)域的保護，各級保護間的協(xié)作一般來自于通訊技術、網絡技術、計算機技術等的支持，這樣就妥善解決了保護快速性與選擇性之間的矛盾，將二者有效協(xié)調、統(tǒng)一。同時，網絡保護也能把系統(tǒng)所監(jiān)測的相關數據、信息以及保護開關的運行狀態(tài)等傳輸至網絡系統(tǒng)，并實現客戶之間的分享，達到保護間的協(xié)調配合。網絡保護技術在實際運用中也要跟隨網絡技術的發(fā)展而更新，要體現出網絡保護技術的先進性。

3 結語

智能化配網系統(tǒng)是一個先進的配網系統(tǒng)，實際運行中存在多重故障，必須高效、精準地定位并切斷故障，從而達到負荷的轉供，提高系統(tǒng)的運行效率，控制故障影響范圍。智能配網故障處理技術要不斷地進行改良、發(fā)展，提高技術的先進性，從而提高故障處理水平。不同的智能配電網故障處理技術適合于不同的網架結構，能夠用來識別不同的配網故障，現實運行過程中應該根據配網網架結構來對應采取適合性的故障處理技術。

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（責任編輯：小 燕）