10 kV配電設(shè)備故障診斷及監(jiān)測系統(tǒng)

李偉忠

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局，廣東 梅州 514000）

智能配網(wǎng)是在自動化設(shè)備基礎(chǔ)上形成的新型輸配電架構(gòu)，能夠通過在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程調(diào)控、自我保護(hù)模塊及裝置等快速監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)施科學(xué)、有效的輸配電調(diào)度，從根本上改善了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。尤其是在10 kV配網(wǎng)中，運(yùn)用智能終端和前端采集裝置完成遠(yuǎn)程互聯(lián)，快速判斷故障區(qū)域，分析故障情況等，為用戶可靠用電創(chuàng)造良好的條件。

1 故障診斷及監(jiān)測系統(tǒng)概述

10 kV配電設(shè)備故障診斷與監(jiān)測系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)快速判斷系統(tǒng)中輸配電情況，確定設(shè)備是否存在短路、斷路、漏電等，準(zhǔn)確評估設(shè)備的穩(wěn)定性能和安全系數(shù)，這是保證10 kV配網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。

10 kV配電設(shè)備容易出現(xiàn)由外部環(huán)境因素造成的設(shè)備老化、設(shè)備損壞，致使其無法正常運(yùn)行，繼而導(dǎo)致區(qū)域輸配電中斷。而故障診斷及監(jiān)測系統(tǒng)能夠快速采集異常數(shù)據(jù)，定位異常設(shè)備區(qū)域，并配合歷史數(shù)據(jù)和專家意見形成可靠、有效的故障處理決策，最大限度降低10 kV配電設(shè)備故障停電時間，全面提升用戶用電滿意度。

故障診斷及監(jiān)測系統(tǒng)還能夠?yàn)槿粘?0 kV配電設(shè)備管理提供有效參考依據(jù)。如通過可視化處理形成10 kV配電設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)測圖像，將設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)等對比處理，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)有效評估。這樣才能夠有針對性地開展日常管理和維護(hù)，避免10 kV配電設(shè)備二次故障造成的區(qū)域停斷電。

2 10 kV配電設(shè)備故障診斷及監(jiān)測系統(tǒng)功能分析

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

10 kV配電設(shè)備故障診斷是從前端采集和集中管理系統(tǒng)出發(fā)，形成一套整體故障診斷框架，如圖1所示。

圖1 10 kV配電設(shè)備故障診斷及監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)運(yùn)行過程中前端采集裝置通過智能電網(wǎng)中的自動化裝置及智能采集技術(shù)快速確定10 kV配電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并通過通信裝置傳輸?shù)较到y(tǒng)中，形成完整的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，為后續(xù)故障監(jiān)測和故障管理工作的開展提供有效參考依據(jù)。而智能終端則在采集數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有效分析和處理，確定10 kV配電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，確定設(shè)備是否存在風(fēng)險(xiǎn)隱患和安全問題。尤其是在出現(xiàn)故障后，智能終端能夠通過遠(yuǎn)程控制斷路器快速實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的隔離和處理，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)診斷和管控。

2.2 功能單元

2.2.1 數(shù)據(jù)采集單元

10 kV配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括電流電壓數(shù)據(jù)、振動情況、溫度狀況、損傷等，其采集技術(shù)原理如表1所示。

本次設(shè)計(jì)前端采集系統(tǒng)主要以FTU設(shè)備為核心，在該采集裝置基礎(chǔ)上配合振動檢測裝置、紅外檢測裝置、探傷裝置等快速進(jìn)行10 kV配電設(shè)備現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集。其中，F(xiàn)TU設(shè)備不僅能夠全面采集10 kV配網(wǎng)設(shè)備電力數(shù)據(jù)，還能夠結(jié)合智能電網(wǎng)控制需求配合柱上開關(guān)快速實(shí)現(xiàn)區(qū)域設(shè)備的隔離，從根本上改善了10 kV配電設(shè)備運(yùn)行管理成效，這已成為新時期10 kV智能配網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。

表1 10 kV配電設(shè)備故障診斷技術(shù)

2.2.2 數(shù)據(jù)處理單元

數(shù)據(jù)處理時要從系統(tǒng)中的專家數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等出發(fā)，構(gòu)建知識庫形成完整的10 kV配電設(shè)備診斷判據(jù)，如風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)判據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)判據(jù)等，構(gòu)建合理的10 kV配電設(shè)備安全運(yùn)行閾值。而在故障診斷過程中依照實(shí)時采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)，形成實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)庫，通過專家診斷和故障判斷依據(jù)，形成最終的診斷結(jié)論和可靠的診斷結(jié)果，如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)處理邏輯

上述數(shù)據(jù)處理的過程中要明確故障風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)、故障區(qū)域等，從綜合數(shù)據(jù)出發(fā)判斷故障嚴(yán)重程度，為后續(xù)管控和處理奠定良好基礎(chǔ)。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 快速隔離處理

根據(jù)10 kV配電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中的各項(xiàng)信息可以快速確定故障位置，利用GIS和GPRS技術(shù)有效定位故障區(qū)域，開展后續(xù)故障處理和維護(hù)維修。獲取所需數(shù)據(jù)時直接從界面中直接調(diào)取數(shù)據(jù)即可，或直接觀察10 kV配電設(shè)備狀態(tài)顯示圖像，也會有相應(yīng)的故障點(diǎn)、故障信息提示等，確保檢修人員能夠及時定位故障點(diǎn)，開展相應(yīng)處理和維修。

3.2 配合維修作業(yè)

根據(jù)10 kV配電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中的各項(xiàng)信息，巡檢時對容易出現(xiàn)故障的區(qū)域、裝置等進(jìn)行重點(diǎn)巡檢，如故障頻發(fā)區(qū)域可以每日進(jìn)行1次巡檢，觀察其設(shè)備線路是否存在二次故障風(fēng)險(xiǎn)；而不常出現(xiàn)故障的區(qū)域則可以定期大檢，如在年終檢修、月底檢修等工作中將上述區(qū)域作為巡檢內(nèi)容，逐年或逐月檢查，及時消除安全隱患。

4 結(jié)束語

在10 kV配電設(shè)備管理過程中應(yīng)運(yùn)用智能電網(wǎng)中的核心技術(shù)和裝置，有效提升設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測效果。尤其是在故障診斷方面，應(yīng)在自動化監(jiān)測系統(tǒng)基礎(chǔ)上配合智能控制元件快速、有效開展現(xiàn)場管理，準(zhǔn)確定位10 kV配電設(shè)備故障點(diǎn)，快速分析其故障情況，第一時間實(shí)現(xiàn)故障隔離和控制，以避免可能出現(xiàn)的事故風(fēng)險(xiǎn)，提升10 kV智能電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。