配網自動化故障定位的問題研究及應用

石曉麗

摘要：隨著城市化的快速發(fā)展，對配電網自動化提出了更高的要求。因此，在配電網自動化建設過程中，需要相關人員進一步探索配電網自動化的故障定位技術。在此基礎上，本文首先闡述了配電網自動化故障測距中存在的問題，然后給出了故障測距技術在配電網自動化中的幾種應用，既保證了配電網自動化故障測距的專業(yè)化和效率，又促進了配電網自動化故障測距的發(fā)展配電網自動化的長期發(fā)展更加迅速，保證了整個配電網的穩(wěn)定和效率。

關鍵詞：配網自動化；故障定位；問題研究；應用

1配網自動化故障定位技術概述

配電網技術是電力系統(tǒng)的重要組成部分。配電網自動化技術是基于電網結構等相關技術的。配電自動化系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的核心。在監(jiān)控整個配電系統(tǒng)的狀態(tài)時，可以根據實際情況選擇不同的通信方式。在配電系統(tǒng)的管理過程中，為了提高配電系統(tǒng)的規(guī)范性和科學合理性，可以將變電站和主站緊密結合起來。根據以往的經驗總結，配電系統(tǒng)常見故障主要有永久性故障和暫態(tài)性故障。在配電自動化故障定位技術的實際應用中，只有找出故障的根源，才能有效地保證整個配電網的可靠性和安全性。

2配網自動化故障定位技術的相關問題

2.1配網線路發(fā)展不均衡

隨著城市化進程的加快，社會對配電自動化提出了更高的要求。目前，我國電網規(guī)劃不盡合理，電網規(guī)劃的許多方面存在諸多問題。配電線路少，配電線路負荷分布嚴重不均，配電線路運行環(huán)境復雜多變，配電線路可靠性低。由于早期電網智能化發(fā)展水平較低，現有配電網線路的自動化水平相對較低，特別是在配電網自愈方面，還有很長的路要走。廣東電網公司部分城市配電網發(fā)展迅速，部分配電線路實現自愈功能，而偏遠山區(qū)線路自動化建設尚處于起步階段，配電網發(fā)展不平衡問題突出。

2.2山區(qū)配網線路長，故障多發(fā)頻發(fā)

廣東省河源區(qū)以山區(qū)為主，配電線路多為架空線路。山上架起了許多線，廣東省河源市是一個雷雨區(qū)。多年來，雷擊造成的線路跳閘率居高不下。由于地形和用戶負荷性質，配電線路長度較長，其中河源紫金區(qū)配電線路平均長度可達28km，故障跳閘后很難發(fā)現故障，恢復供電時間長，因此，應用配電網自動化進行故障隔離具有重要意義。通過配電網自動化的應用，可以實現快速故障隔離、無故障區(qū)段自動恢復供電、環(huán)網交換機自動動作，最終實現配電網線路的自愈功能。

2.3電網運行中的設備老化，自動化程度低

中國是世界上人口最多的國家，也是城市化程度相對較高的國家。隨著電力資源市場的不斷發(fā)展，人們對電力的需求越來越大，而電力供應分配的不足使得電網運行設備消耗大、損耗大、老化快、設備老化、自動化水平低。

人們對配電自動化程度的要求也在不斷提高。然而，配電網技術和配電網自動化系統(tǒng)只受到少數專業(yè)人員的重視，沒有受到大多數社會群體的重視。它們都處于政府和國家的灰色盲區(qū)，導致政府的投入跟不上人們對自動化程度的要求，而配電網自動化故障定位技術發(fā)展緩慢，設備更新緩慢。電氣設備出廠日期早、使用時間長、電氣設備絕緣能力下降、電氣設備表面錯接點、脫線、絕緣保護層損壞、絕緣支點脫落、在用電氣設備異味等現象，都表明電網設備老化。這使得許多安全風險存在。

3配網自動化故障定位技術的應用分析

3.1開關設備故障定位技術的應用分析

一般來說，常用的開關設備包括兩項：（1）分段器；（2）重合器。利用這兩種開關設備進行應用，以設備的特性為參考，進行設定。在開關柜運行時間和頻率的設計中，需要逐步對配電網中的故障進行定位和分析。分段器是在電源側提供前電平開關連接的裝置。當沒有電流或電壓損失時，它會自動打開。如果設備發(fā)生永久性故障，在給定頻率的負荷執(zhí)行活動完成后，分段器將自動鎖定到分閘狀態(tài)，從而達到隔離故障線路區(qū)段的目的。如果分段器無法完成給定頻率的劃分和執(zhí)行活動，則其他設備也會發(fā)生刪除故障。之后，待機關閉的情況發(fā)生后，會有一段時間的滯后，然后會恢復到原來的狀態(tài)。如果設備有其他故障，正常情況下分段器不能斷開短路故障電流。重合閘是一種高壓開關設備，能對重合閘主回路的電源進行自動檢查和測試。一旦設備發(fā)生相關故障，故障電流將自動阻斷。部分供電單位采用開關柜故障定位技術時，有關人員對設備系統(tǒng)的巡檢環(huán)節(jié)給予了足夠的重視，將對上述設備進行定期巡檢。

3.2故障指示器的定位技術

故障指示器是檢測短路和故障的設備。現有的配電系統(tǒng)很多，都采用環(huán)網負荷開關。在故障指示器的應用中，如果設備存在一定的故障，使用該設備可以及時對其進行分段，避免發(fā)生重大事故。在設備使用過程中，必須保證上級供電系統(tǒng)在規(guī)定的時間內分段，減少發(fā)生重大事故的可能性。例如，在供電變電所使用故障指示器定位技術時，產生的參數為：接地故障動作電流：10- 100A，短路故障動作電流：150A，1500A，精度：±0%，環(huán)境濕度40℃，環(huán)境溫度- 25℃- 70℃，電源：指示≤0.5ma，待機≤0.01ma；自動復位時間：7sec- 2h- 4h- 8h，電源：鋰電池3.6v/2.25ah。明裝讀數儀：92mm×140mm×42mm，盤裝讀數儀：92mm×46mm×63mm，接地故障傳感器：38mm×38mm×26mm，傳感器短路傳感器：38mm×38mm×26mm，并標明故障位置。運行維護人員需要結合指示燈的報警信息來解決故障，這樣不僅可以在短時間內恢復故障區(qū)域的供電，而且可以減少停電的范圍。故障指示器定位技術應用中應注意的幾個問題。

1）確保告警指示信息的完整性。

配電網線路故障指示器較多，無法將信息同步上傳到主站，造成信息數據丟失。此時，在信息采集過程中，需要以多個周期為界，并根據要求設置冗余時間，以保證所有故障信息能夠順利地發(fā)送到主站，保證報警指示信息的完整性。

2）故障信息需要與網絡數據保持一致。

在故障指示器定位技術應用過程中，開關動作與指示器的信息無法同步傳到主站，因此在采集數據信息時，要維持故障之前的信息狀態(tài)，并使故障信息與網絡數據保持一致。

3.3故障指示器的定位技術

故障指示器是用來檢測短路及接地故障的設備，許多配電系統(tǒng)都會大量使用環(huán)網負荷開關，運用故障指示器的優(yōu)勢就是當網絡系統(tǒng)發(fā)生了短路故障或者接地故障時，上一級的供電系統(tǒng)必須在規(guī)定的時間內進行分段，以防止發(fā)生重大事故。某供電分局在使用本產品的時候，會詳細記錄相關參數，短路故障動作電流：150A- 1500A、接地故障動作電流：10A- 100A、精確度：±10%、環(huán)境溫度：- 25～70℃、環(huán)境濕度：40℃相對濕度≤95%、功率：待機≤0.01mA；指示≤0.5mA、電源提供：鋰電池3.6V/2.25Ah、自動復位時間：7Sec- 2h- 4h- 8h可設置，其它設置可預訂、面板安裝類讀數儀表：92×46×63mm、表面安裝類讀數儀表：92×140×42mm、傳感器短路傳感器：38×38×26mm、接地故障傳感器：38×38×26mm，同時還會標出發(fā)生故障的部分，分局運維人員根據指示器的報警信號迅速找到發(fā)生故障的區(qū)段，分段開故障區(qū)段，這樣能夠及時恢復沒有發(fā)生故障的地區(qū)供電，有效的節(jié)約了分局工作人員的時間，也減少了停電的時間，縮小了停電范圍。

在使用故障指示器定位技術時，應注意以下問題：（1）為保證報警指示信息的完整性，由于線路中故障指示器過多，上傳到主站的信息不能保持同步，導致信息數據丟失周期，所以面對這種情況，需要在信息采集中設置冗余時間，以多個周期為界，在保證所有信息都能送到主站的同時，也可以在發(fā)生故障時及時采集相關信息。（2）故障信息必須與網絡上的數據一致。在實際運行中，指示器的信息和開關動作傳送到主站的時間不能同步。為此，在數據采集過程中，必須保留故障前的信息狀態(tài)，并以采集到的完整指標信息作為邏輯分析的依據。

結束語

綜上所述，本文主要對配電網自動化中的故障定位技術進行了詳細的闡述。在運行過程中，配電網能夠平穩(wěn)、穩(wěn)定、安全地運行，將相關故障的概率降到最低。然而，無論采用何種配電網故障自動定位技術，都只需要將故障發(fā)生的概率有效地降低到最小，值得在廣泛的應用和推廣。筆者認為，隨著我國科技水平的不斷提高，在不久的將來，將開發(fā)出越來越多的高效技術手段，既能提高電力運營商的工作效率，又能保證設備的安全穩(wěn)定運行，有效地為城鄉(xiāng)提供持續(xù)的電力資源。同時，筆者認為，在該系統(tǒng)的應用過程中，需要逐步完善各方面的系統(tǒng)機制，才能使該技術得到快速發(fā)展。

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