10kV架空環網快速故障自愈控制技術研究

李春建

摘? 要：21世紀以來隨著信息技術得到長足的發展，電力系統也迎來了新技術的投入使用。10kV架空環網快速故障自愈控制技術就是新世紀對于環網快速故障自愈控制的又一次進步，使得電路故障后的恢復與安全性上做出了一定的貢獻，文章從故障自愈的概念出發，探究一般線路故障的處理策略進而探求架空分支線路故障快速自愈控制系統方案的有效建立。

關鍵詞：10kV架空環網;快速故障自愈;控制技術

中圖分類號：TM75 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）34-0143-02

Abstract： Since the 21st century， with the rapid development of information technology， the power system has also ushered in the use of new technology. The fast fault self-healing control technology of 10kV overhead ring network is another progress for the rapid fault self-healing control of ring network in the new century， which makes a certain contribution to the recovery and security of circuit faults. Starting from the concept of fault self-healing， this paper probes into the handling strategy of general line faults and then explores the effective establishment of the scheme of fast self-healing control system for overhead branch line faults.

Keywords： 10kV overhead ring network; fast fault self-healing; control technology

近些年來我國電力改造工程步入科技化的道路，配電網絡的規模也在逐步的增長;架空環網的建設工作也在逐步的完善中。10kV架空環網快速故障自愈控制技術在系統線路中承擔著重要的地位，為供電網絡的可靠性提供了必要的保障和堅實的基礎。人們對于10kV架空環網快速故障自愈控制技術依舊處于一種“一知半解”的狀態。對于其重要性和作用性認識上存在一定的不足。

1 10kV架空環網快速故障自愈控制技術概述

1.1 故障自愈技術

基于故障自愈而言，其主要包括兩個方面：自我預防、自我恢復。所謂的自我預防即利用先進化的網絡，對我國的電路輸出網絡進行有效的監控和診斷工作。將線路的故障問題或者數據異常情況及時的反映至人工管理處，以便及時的進行人工的干預和后期的維修、調整工作。自我恢復指的是，電路在出現突發性狀況時，可以及時的啟用備用系統、線路并及時的對故障區做出恢復和隔離的措施，并將信息全面的傳輸至人工處。在不影響正常電路使用的情況下對故障區進行一定的修復、排查工作。總的來說故障自愈系統為線路安全的運行使用提供了較為堅實的保障措施。同時有效的降低了故障發生時對于電路的損壞與影響作用，極大的提升了電網工作的穩定性。

1.2 10kV架空環網快速故障自愈控制技術現狀

目前市場上所運用的配電網絡基本為拉線式10kV配電環網結構，在各環網內分布著3-6個供電區域。但是其自動化的水平還是處于較低的狀態，在實際配電環網出現故障時，多數情況下是產生了停電和局部斷電現象才會人工介入，手動排除故障。隨著時代的發展，10kV架空環網快速故障自愈控制技術逐步運用至實際的市場中，將有效的排查進行到實處;極大程度的避免了用戶在電路故障中造成的經濟損失，保障了10kV配電環網的安全性與穩定性[1]。

2 10kV架空分支線路故障快速自愈控制技術的系統方案

2.1 自愈控制總體方案

自愈控制總體控制如下圖1所示，實際用戶出現線路故障的情況下，可在不影響同線路上其他用戶的供電需求下，將故障范圍盡量的縮小，繼而提高線路的可靠性。在主線的基礎上增添柱上分界開關以及相應的信號收發器，讓其形成智能分界開關，可以隨時調控線路上的供電狀態。自愈控制主要站點對智能分界開關進行控制，再經由智能分界開關對線路故障區域進行判斷，并完成故障區域隔離、信息收集上報的工作。使得自愈控制主要站點恢復其他線路的供電，從而有效的杜絕了非故障區域的不必要停電問題。其主要的運作機制就是經由智能分界開光將故障區域進行識別、判斷、隔離最后由自愈控制主站恢復其他線路的供電來完成整個架空分支線路故障快速自愈的目的。

2.2 智能分界開關

10kV架空環網線路故障快速自愈控制技術的關鍵點就是智能分界開關的運用上，其可分為柱上斷路器和柱上負荷開關兩個大類。智能分界開關結構如下圖2所示。柱上斷路器由真空斷路器以及斷路器構成，其短路接口是儲存在真空泡中，可由電動和人工兩種方式來進行電路的狀況的改變。是快速自愈控制系統的有效控制之一。其次是關于柱上負荷開關，在實際的運用中大多情況下是利用短路器代替。其主要作用是在電路出現故障和短路時，及時熔斷對電路進行有效的保護，防止線路出現不可逆的損失。智能分界開關可以很好的解決由于電路故障造成的線路永久性損傷的問題，其可以很好的修復單向的接地故障等一些簡單故障的修復工作。實際的智能分界開關的運轉是受到自愈控制主站實時調控的，其調控的依據則是對于實際電路中數據的有效分析與計算，利用斷路器將故障區域的電流及時的切斷，并通過柱上負荷開關來恢復正常線路的供電[2]。以此來保證電路的智能化控制，實現架空分支線路故障快速自愈的目標。

2.3 自愈控制主站系統

架空分支線路故障自愈控制中最為重要的一個構成部分就是自愈控制主站，其相當于電路環網的中控和信息中心，主要對架空分支線路中產生的數據進行信息交流、調度指揮、信息采集工作。其組成結構是由主要的計算機硬件和必要的控制、計算軟件構成。在實際10kV架空分支線路故障快速自愈控制體系中，主站系統更多的是實現信息上的交互作用，即實現信息的一對一、一對多的交流模式，實時的控制架空分支線路的狀態，監控架空環網中線路產生的數據變化。一般的自愈控制主站是由一臺工業控制計算機加多個智能控制器終端組成，及時處理智能控制器上傳的信息，保證線路的正常運行。以完成“三遙”和相關數據處理的作用。

3 10kV架空環網故障快速自愈控制策略

3.1 簡單故障處理

對于架空環網故障快速自愈控制首先面臨的就是對于簡單故障的處理上，簡單的故障包括了母線故障、線路末端故障等問題。一旦電路環網中斷路器起作用（電路出現故障時）;快速故障自愈系統通過信息的分析，獲取故障的區域范圍并對相關區域的智能分界開關進行調控，規避已發生故障區域將線路進行調整，恢復下游的正常供電[3]。對于架空環網線路的選擇則需要保證供電的穩定性，同時也要考慮線路的有效容積，不可出現二次故障的產生。這就要求自愈控制主站系統對故障區域進行有效的信息判斷和分析。

3.2 復雜故障處理

復雜故障處理其復雜性表現在實際中就是其故障的原因非單點因素造成，或者是修復難度較大的故障。包括了多點故障、不連續對側（同側）故障，隔離范圍廣、聯動開關故障等多種故障形式。在實際的故障區域的判讀就是一個比較復雜的問題，由于故障可能存在不連續性，就會導致系統在執行中會產生錯誤的信號，而僅依靠人工修復耗時就會比較大。所以有效的快速故障自愈控制技術的介入，可以通過電信號、可控開關的狀態來有效的確認故障區域，從而將故障區域隔離開來，當遇到不可控制開關時;則會將故障范圍自動擴大，再接通下處可控開關，使其上游、下游地區的供電得到保障，使得電路順暢運行。系統也會將故障區域信息及時的傳輸至人工管理處，在經由人工對故障區域進行排查、檢修工作;使得故障區域恢復使用性。

3.3 含分布式電源故障處理

還有一種故障的處理策略是對于含分布式電源故障處理工作。就是在實際的架空環網中存在分布式電源，其故障的排除方式就存在較多的可能，但是電源是存在級別上的差距的，分為主電網電源與分布式電源[4]。在主要線路發生故障時理應根據實際的供電穩定性選擇主電網電源作供電，在主電網電路無法使用的情況下，就要對次電網電源進行一定的選擇和考量，因為其供電的穩定性和電容量存在一定的差別在使用分布式電源供電的情況下需要有三點注意，第一種情況僅由分布式電源供電，則需要打開相應的負荷開關;第二種情況是分布式電源參與供電并計算供電范圍，則需要打開準同期開關，使其可以更好完成電網恢復工作。第三種情況是分布式電源參與到供電恢復中，這就需要計算原有的電源的電量儲備，在其正常的輸出下，維持原有的供電效果。在實際的線路中這類的故障的發生較為常見，因此在實際中有效的運用10kV架空分支線路故障快速自愈控制技術對于電網的穩定性和安全性都有著一定的保障作用。

4 結束語

對于電網運行有效的保障環網的結構和安全性是新時代的需求，是促進我國信息發展道路的堅實基礎;隨著科技和時代的進步，人們對于智能化的需求也在逐步的上漲，而與之相對應的就是電路的保證;因此10kV架空分支線路故障快速自愈控制技術在我國的未來中將占有極大的比例，最小程度的消減故障帶來的損失和影響。

參考文獻：

[1]魏鑫.考慮分布式電源的微電網自愈控制技術研究[D].山東大學，2019.

[2]余江山.智能配電網的故障處理技術研究[J].南方農機，2019，50（16）：201-202.

[3]宋妍霖，張曉蓉.電氣自動化領域中的人工智能技術分析[J].電氣傳動自動化，2019，41（03）：15-17+21.

[4]代艷君.10kV配電線路故障查找和處理措施[J].通信電源技術，2019，36（05）：157-158.