配網自動化技術在10?kV線路故障處理中的運用分析

劉祥

[摘? ? 要]隨著用電量持續上升，10 kV配網線路故障得到了高度重視，積極地運用配網自動化技術，提高線路故障識別效率，從而加快故障的處理，才能收到理想的故障處理效果。本文重點分析了配網線路運行的常見故障以及配網自動化技術的應用。

[關鍵詞]配網自動化技術;10 kV線路故障;處理應用

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）10–00–03

Application Analysis of Distribution Network Automation

Technology in 10 kV Line Fault Treatment

Liu Xiang

[Abstract]With the continuous rise of power consumption， 10kV distribution network line fault has been highly valued. Active use of distribution network automation technology， improve the efficiency of line fault identification， so as to speed up the fault processing， can receive the ideal fault treatment effect. This paper focuses on the analysis of the common faults of distribution network line operation and the application of distribution network automation technology.

[Keywords]distribution network automation technology; 10kV line fault; treatment and application

為了提高供電的安全性、可靠性，就必須做好配網自動化技術的應用，充分借助自動化技術的高度自動、智能的優勢，及時地定位配網線路中的故障，解決配網線路運行中的問題，以此來提高配網系統的供電可靠性。

1 配網線路運行中的常見故障

對于配網線路來說，最經常發生的故障包括：低壓單戶故障、支線與低壓干線故障、中壓線路設備故障等。其中，低壓單戶故障和支線及低壓干線故障出現的頻率最高，低壓單戶故障達到配網線路總故障的45 %，低壓干線及支線故障所占比例達到38 %，中壓線路設備故障雖然相對占比較低，但一旦發生故障，往往影響范圍較廣，須引起重視。其主體成因為：架空線路、電纜受損或開關等設備故障等所導致。

10 kV配網系統的任何一類故障都離不開各類干擾因素，例如：強臺風、強雷電等自然災害、樹障、外力破壞以及設備質量問題、安裝施工不規范等。10 kV配網線路故障的處理是一個漫長且復雜的過程，特別是中壓故障處理一般需要耗費很長的時間，而且不同類型故障所需時長也有所差異，一般來說，隔離故障需消耗總搶修時間的20 %，故障的查找與定位則要占據18 %的時間。

實際的故障查找、定位與處理、分析等過程中，要經歷若干階段，例如：獲取故障信息、故障信息分析、故障定位與診斷、維修人員的調度、物流運輸等，其中的任何一個環節出現問題，都將拖延線路的搶修速度。例如：故障查找定位時間過長、維修人員技術不達標、物資運輸不及時或不到位等，勢必影響廣大用戶的正常用電，在這種形勢下必須提高故障搶修的自動化水平，將自動化技術應用于10 kV線路故障處理中。

2 配網自動化技術的功能與特征分析

配網自動化系統是一項高度自動化的系統，主體功能體現為：動態、實時地監控系統各個部分、各個設備的主要功能，具體體現為四遙功能、故障的分析與診斷、故障定位功能以及故障隔離功能。其中四遙功能的遙測則是指對線路I、U、P、Q等運行狀態數據的動態監控、監測，自動化系統還具備遙信功能，能夠對線路中的不同開關的動態信息、保護動作等實施動態地監測，遙控功能則是對線路開關實施遠距離地分合閘控制，遙調功能則是對配網系統優化運行與自動化調度。配網自動化系統中，線路正常狀態下可以優質、高效地運行，故障狀態下可以高效地處理故障，遇到各類災害時可以在第一時間識別故障，并及時采取維護措施。

3 配網自動化技術在10 kV線路故障處理中的運用

3.1 饋線自動化技術的應用

饋線自動化技術是對舊式負荷開關、斷路器等故障隔離設備的優化、發展與升級，它具備了傳統故障隔離技術的一切功能，又能有效彌補傳統故障處理技術的不足，具體的饋線自動化技術應用體現在以下方面：

3.1.1 智能自動化柱上負荷開關

把自動化控制單元安裝在傳統負荷開關，能夠高效、及時、準確地切斷負荷電流、零序電流，同時，還能實現有壓時延時合閘、無壓時延時分閘的目標，以此來自動地將故障區單獨隔開，智能自動化柱上開關一般裝配于饋線主線或分支線。

3.1.2 智能自動化柱上斷路器

此斷路器具有智能化優勢功能，主要根據現實運行效果，把保護單元、自動化控制單元等統一填入斷路器中，以此來切斷一切故障電流，例如：短路電流、零序電流等，以此來保護重合閘，此類斷路器通常配設于饋線主干線與分支線。

3.1.3 饋線自動化智能控制器

此設備的應用模式為：將智能化控制器和斷路器、負荷開關、重合閘等之間建立聯系，并對應科學地設置參數，再采用多種多樣的方式來進行信息的傳輸，并輔助零序保護，速斷開關，智能化自動控制設備等來發揮相應的保護功能，達到高效的安全保護目標。現實的智能控制器使用中，不妨結合具體線路的實際需求，來對應選擇自動化設備，以此達到對10 kV供電線路的全方位監測與控制，并通過對故障進行逐個區域、逐段地進行隔離，從而實現變電站與各類設備彼此間保護措施的高效配合，從而控制線路運行過程中故障的發生率，也能控制負荷開關反復閉合的次數，以此來縮短故障點的查找時間。

3.2 故障監測系統的應用

此故障監測系統主要依賴于故障指示器與GPRS通訊技術，能夠達到線路故障的高效、自動化定位，從而確保安全供電。系統主構造為：故障指示器、IPU、數據處理與轉發系統、用戶監控信息系統。以下為配網故障自動定位系統結構圖，如圖1所示。

3.2.1 系統結構分析

（1）故障指示器。此設備一般配設于架空線、電纜或開關柜母排上，故障指示器則由故障電流檢測器、就地指示、數字編碼、無線調制發射單元等構成。當系統線路出現短路，處于分支線路的指示器將受觸動，再把數字編碼信息經發射單元通過無線模式傳輸至IPU。具體的故障指示原理如圖2所示。

若以上配網線路中，5-8中間出現故障，其他檢測點，例如：檢測點1，2，4，5都會出現故障信號，若剩余的點無故障信號，就能在第一時間鎖定故障位置。

（2）信息處理單元。其簡稱為：IPU，一般配置于線路分支點位置，可以收到來自于兩大分支六大故障探頭的編碼信號。信息處理單元首先解調解碼所接收的無線信號，并同IPU地址有效配合，形成綜合地址碼，并通過無線方式傳輸。

（3）數據處理與轉發系統。此系統的主體功能為：接收來自于IPU的無線信息，并對其解調、解碼處理，最終清晰地呈現。

（4）用戶監控信息系統。主要用來指示并定位配網線路故障，此系統能和GIS系統有效配合，創建出單獨的軟件子系統，具體包括：配電網圖形編輯系統、故障檢測和定位系統。前者主要用于編輯、完善配電網絡圖，后者則有效地將GIS與MIS整合，形成一體系統，進而動態、適時地檢測配網狀態，掌握配網故障，及時地定位故障點，為線路的維修創造有利條件。

3.2.2 系統運行原理

此故障監測系統一般用于相間短路故障的監測，首先開啟故障指示器，呈現出紅色預警信號，并對應傳出無線調制編碼信息，IPU能接到線路指示器傳來的信號，經解調解碼后再把來自于IPU的地址碼信息、指示器編碼信息加以綜合，經編碼調制再傳出。數據處理與轉發系統負責解調信息并傳輸至通訊主站，經解碼后途徑104規約接口，讓信息輸送至監控計算機系統，此系統可以對一切信息實施綜合化處理，具體是指：糾錯校正處理、邏輯判斷與運算等，進而精準地識別故障位置并加以標識。

3.3 故障自動化隔離系統

選擇安裝智能分界負荷開關，此開關主要建立在微機保護測控模塊和通訊模塊之上，屬于自動化故障隔離系統，此系統的主要隔離功能與運行原理體現在。

3.3.1 自動切除單相接地故障

開關后方支線出現單相接地故障后，分界開關能夠自行地分閘，此時，變電站和饋線中的非故障支線的其他用戶則依然維持正常用電，絲毫感覺不到故障。

3.3.2 自動隔離相間短路故障

如果開關后支線出現相間短路故障，則分界開關將發出動作，也就是能確保變電站出現保護跳閘過后也能隨即分閘，變電站重合以后，發生故障的線路也將被自行地隔開，此時，饋線對應的非故障支線其他用戶也能及時地回歸電力供應，維持非故障區域用戶的正常用電，減少停電范圍。

3.3.3 快速定位故障點

用戶支線出現故障以后，將導致分界開關保護發出動作，此時，只是開關保護范圍內的用戶發生停電現象，此時假設故障停電的用戶能自主地上報故障信號，供電企業以及相關服務部門便能在第一時間派工作人員趕赴現場來加以排查，更加高效的辦法是此時如果分界開關中設置了通訊模塊，就能及時、迅速地自動地傳輸故障信息。

3.3.4 應用效果

經過實踐應用表明：以智能分界負荷開關為主體的故障自動隔離系統不僅構造簡單、運行安全，而且不必配置集成計算機通訊系統的運行，實際的運行維護較為簡單、方便，其成本也更加低廉，適用于農村地區配網系統，即便是自然條件較為惡劣的環境中，智能分界負荷開關依然能發揮自身的優勢功能，這是因為多數情況下，惡劣環境中的分支線容易發生故障，正好為智能分界負荷開關功能的發揮提供了有利條件，能夠極大地維持關聯性用戶的安全用電。

4 結束語

配網自動化技術應用于10 kV線路故障處理中能發揮多種優勢功能，此技術高度的自動化優勢，當配網系統出現任何故障時都能及時地定位、隔離故障，并恢復其他非故障區域的正常、可靠供電，這樣就能有效地控制停電范圍，減輕巡檢人員的工作負擔，提高了配網故障的處理效率，維護配網系統的安全性與可靠性，實現配網系統的高效可靠運行。

參考文獻

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