配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障處理及運(yùn)行維護(hù)方案探究

李煥欣

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東 東莞 523000)

1 引言

配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)不僅包括各種動(dòng)作開關(guān)、傳感器等，還涉及配網(wǎng)運(yùn)行中的保護(hù)裝置和通信設(shè)備，是配電調(diào)度和智能管理的重中之重。受環(huán)境因素、技術(shù)因素等影響，自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行過(guò)程中很容易出現(xiàn)裝置老化、零件損壞等造成的誤動(dòng)、拒動(dòng)等，造成配網(wǎng)安全系數(shù)大打折扣。必須結(jié)合具體問題開展配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的科學(xué)保護(hù)和有效運(yùn)維，以延長(zhǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的使用壽命，提升其安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障分析

2.1 故障概況

配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)使用過(guò)程中非常容易出現(xiàn)由開關(guān)老化、人為操作失誤、惡劣環(huán)境影響等造成的電力故障，嚴(yán)重時(shí)甚至造成大面積斷電。以某地區(qū)2020年配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障調(diào)查情況為例，共出現(xiàn)嚴(yán)重電力事故5起，平均故障時(shí)間為12.8h，其具體狀況見表1。

表1 某地區(qū)2020年配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障情況

2.2 影響因素

從上述調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)因素、環(huán)境因素、人為操作是影響配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)可靠性和穩(wěn)定性的主要因素:

(1)在設(shè)計(jì)方面，配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)結(jié)構(gòu)不合理、材料不達(dá)標(biāo)、安裝不規(guī)范等均會(huì)導(dǎo)致開關(guān)性能受到影響，嚴(yán)重時(shí)甚至引起開關(guān)誤動(dòng)或拒動(dòng)，造成配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的保護(hù)控制失效。尤其是在長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)零件往往存在一定的老化，致使開關(guān)動(dòng)作不靈敏，造成配網(wǎng)運(yùn)行的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益大打折扣。

(2)在環(huán)境方面，高溫、雷電、暴雨等均會(huì)引起配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)性能受到影響。在配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)化開關(guān)很容易積塵，此時(shí)若周圍環(huán)境濕度較大，很容易造成暴露觸點(diǎn)閃絡(luò)，致使配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)損壞；在高溫暴曬天氣，配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)材料性能下降，老化現(xiàn)象加劇，給配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)穩(wěn)定運(yùn)行埋下了安全隱患。

(3)在操作方面，由于技術(shù)不過(guò)關(guān)、操作不到位等，很容易出現(xiàn)暴力閉合問題，導(dǎo)致配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)穩(wěn)定性及可靠性受到影響。如斷路器開關(guān)連接時(shí)帶地線，一旦閉合很容易造成瞬時(shí)過(guò)流，引發(fā)線路燒損或開關(guān)爆炸；自動(dòng)化開關(guān)中缺少閉鎖裝置，長(zhǎng)久人為操作很容易誤動(dòng)，影響設(shè)備穩(wěn)定性等。

3 配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障處理及運(yùn)行維護(hù)

3.1 故障處理

(1)設(shè)計(jì)優(yōu)化。為保證配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，在配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)設(shè)置時(shí)首先要對(duì)開關(guān)參數(shù)、指標(biāo)等進(jìn)行檢查，確定其滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和安全需求后方可投入使用。若檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)規(guī)格不符、觸點(diǎn)不靈敏等問題(如圖1所示)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換；其次，要設(shè)置好跳閘程序或控制電纜，確保配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)準(zhǔn)確動(dòng)作。必要時(shí)還可以增加饋線終端智能監(jiān)測(cè)裝置，利用配網(wǎng)終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，并配合電力調(diào)度和投切裝置，在配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障后能夠第一時(shí)間完成相應(yīng)動(dòng)作保護(hù)，從而最大限度縮小由配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障引起的停電范圍。

圖1 配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)觸點(diǎn)故障

(2)裝置保護(hù)。配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)針對(duì)運(yùn)行環(huán)境做好安全防范，尤其是在高溫、暴雨等惡劣天氣頻發(fā)地區(qū)，要做好防護(hù)裝置的設(shè)置。如雷電頻發(fā)地區(qū)可在避雷針基礎(chǔ)上增加接地網(wǎng)、擴(kuò)大線路間距；線路積塵較為嚴(yán)重區(qū)域應(yīng)及時(shí)清理，更換線路或設(shè)備，保證其正常運(yùn)行；潮濕區(qū)域需安裝干燥裝置，必要時(shí)適當(dāng)通風(fēng)；盡量在氣候惡劣區(qū)域選用耐壓等級(jí)高的絕緣子，按需求提升絕緣護(hù)套性能等。針對(duì)上述調(diào)查地區(qū)氣候情況，在配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障處理時(shí)人員主要增加避雷器和防塵罩，由專業(yè)檢修人員定期檢查和清理，確定配網(wǎng)線路及裝置絕緣性能，以保證配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

(3)規(guī)范操作。要進(jìn)一步加大配網(wǎng)運(yùn)維和管理人員技術(shù)培訓(xùn)，通過(guò)專題講座、實(shí)踐培訓(xùn)等確保人員能夠嚴(yán)格依照規(guī)范開展對(duì)應(yīng)自動(dòng)化開關(guān)操作，避免自動(dòng)化開關(guān)在高壓帶電情況下暴力閉合，致使過(guò)流造成開關(guān)燒毀；自動(dòng)化開關(guān)手動(dòng)投切過(guò)程中操作失誤致使相間短路，造成裝置擊穿等。除此之外，在配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障處理過(guò)程中還需做好閉鎖保護(hù)，利用閉鎖裝置實(shí)現(xiàn)過(guò)流、過(guò)壓等的保護(hù)，減少由自動(dòng)化開關(guān)問題引起的區(qū)域斷電。如可將電磁鎖安裝在接地側(cè)刀閘操作孔上，利用新增裝置降低周圍磁場(chǎng)對(duì)自動(dòng)化開關(guān)性能的影響，使其運(yùn)行更加靈敏，從根本上提升配網(wǎng)的安全系數(shù)和可靠性能。

3.2 運(yùn)行維護(hù)

(1)智能監(jiān)測(cè)。配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行維護(hù)工作量較為龐大，為在全面監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上減少人工投入，可利用智能配網(wǎng)監(jiān)測(cè)體系形成基礎(chǔ)框架，在該系統(tǒng)中增設(shè)IED狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，利用傳感器、感應(yīng)裝置等分析自動(dòng)化開關(guān)的機(jī)械特性、熱特性、絕緣特性等，配合智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的各項(xiàng)配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，分析自動(dòng)化開關(guān)是否存在異常，其基本結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

上述監(jiān)測(cè)過(guò)程中可通過(guò)嵌入式安裝將電流、電壓、行程等傳感器裝入配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)線路中，并配合開關(guān)裝置表面的溫度傳感器、環(huán)境中的濕度傳感器、SF6傳感器等，確定狀態(tài)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等是否正常。若超過(guò)配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的安全閾值，此時(shí)IED模塊向DTU模塊發(fā)送告警信息，在三維顯示和聲音告警基礎(chǔ)上展示配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)位置、狀態(tài)數(shù)據(jù)，為后續(xù)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行維護(hù)提供有效參考。

(2)重點(diǎn)維護(hù)。配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行維護(hù)時(shí)應(yīng)做好巡檢和保護(hù)，由專業(yè)作業(yè)人員定期開展重點(diǎn)裝置的檢修和管控，實(shí)現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早處理。一般配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)維需從開關(guān)本身和配套裝置兩部分出發(fā)，做好相應(yīng)管控和優(yōu)化，即:

①開關(guān)運(yùn)維。檢查配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)質(zhì)量、狀態(tài)等，確定自動(dòng)化開關(guān)中的關(guān)鍵部件是否存在老化、破損等。初步檢查無(wú)問題后，可按照配網(wǎng)自動(dòng)化安全標(biāo)準(zhǔn)逐步進(jìn)行測(cè)試，確定自動(dòng)化開關(guān)動(dòng)作時(shí)間、到位情況、連貫性等，判斷自動(dòng)化開關(guān)是否存在安全隱患。若存在問題，可先通過(guò)傳感器測(cè)定自動(dòng)化開關(guān)各部分性能情況，確定故障點(diǎn)，查找故障因素。然后再逐一拆檢，對(duì)故障零件進(jìn)行維修或更換。若維修后的自動(dòng)化開關(guān)可靠性仍不達(dá)標(biāo)，則可視情況報(bào)廢處理。

②配套運(yùn)維。配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行過(guò)程中往往需要配套裝置進(jìn)行保護(hù)和調(diào)控，如電纜、傳感器等。上述裝置需嚴(yán)格符合電力規(guī)范，且滿足自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，否則很容易影響配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)性能。因此，在運(yùn)維過(guò)程中不僅需要做好開關(guān)本身的保護(hù)，還需要開展輔助設(shè)施的防控。如在線纜運(yùn)維過(guò)程中應(yīng)根據(jù)配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)絕緣性能需求做好線纜絕緣系數(shù)測(cè)試，利用絕緣監(jiān)測(cè)裝置、紅外感應(yīng)裝置等測(cè)定線纜是否存在絕緣問題和護(hù)套異常，早發(fā)現(xiàn)、早處理，從根本上杜絕由電纜絕緣引起的自動(dòng)化開關(guān)誤動(dòng)或拒動(dòng)；在傳感器裝置設(shè)置過(guò)程中必須要嚴(yán)格控制傳感器的安裝位置，盡量選擇高靈敏度傳感器并配合保護(hù)裝置，降低其異常、損壞等對(duì)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)的影響。

4 總結(jié)

配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障情況較為復(fù)雜，如開關(guān)性能欠佳導(dǎo)致的誤動(dòng)、拒動(dòng)等；雷電、閃絡(luò)等造成的擊穿、損壞；人為操作不當(dāng)引起的相間短路、過(guò)壓損毀等。這些都直接影響了配網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，在配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行和管理工作中需全面重視。現(xiàn)階段我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)維工作中需利用好智能監(jiān)測(cè)裝置，在監(jiān)測(cè)分析、現(xiàn)場(chǎng)檢查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等基礎(chǔ)上確定自動(dòng)化開關(guān)故障風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，針對(duì)上述結(jié)果開展對(duì)應(yīng)維修和處理，以降低其故障發(fā)生率，將減少開關(guān)故障引起的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。