電力系統配電自動化及其對故障的處理

韓靜 潘星

國網江蘇省電力有限公司丹陽市供電分公司 江蘇 鎮江 212300

引言

在國內外社會經濟不斷發展、科技水平不斷進步、信息化技術快速研發的現階段，電力系統配電自動化也受到深遠影響。電力系統正迎合社會發展朝著自動化、智能化和信息化的發展方向前行。電力系統配電自動化是一項集裝置遠程控制技術、計算機信息技術于一體的綜合性高難度系統設備。配電自動化可以讓相關電力企業操作人員遠程控制相關電力裝置，從而保障人員安全，提高電力裝置工作效率。但隨著自動化的不斷研發，在系統遠程操控中一旦發生故障可能會導致人身財產受到巨大損失，這就需要相關操作人員具有專業的系統分析能力，針對故障具有預設性和提出相應解決方案。

1 電力系統配電自動化概念

我國電力系統信息化發展的重要指標之一就是配電自動化技術的研發和應用。結合電力系統實際情況通常會分為配電自動化、配電網自動化、調度自動化、變電站綜合自動化4個方面。提高配電網穩定性和運行效率是實現配電自動化的主要因素。配電自動化可以及時發現配電網中產生的事故，并且通過計算機系統對自動化設備終端進行管理。在我國科學技術不斷發展和完善的今天，配電自動化發展的優勢逐漸體現得越發明顯，已經廣泛應用到各個行業領域當中，例如醫療、建筑行業的配電網都已經實現設備自動化。從現場監控、通信接口、系統管理三方面作為結合配電自動化系統實施操作。系統管理主要指配電系統運行中對配電工作所發出的相應指令，通過系統指令就可以實現系統對配電系統的工作控制。通信接口指的是現場監控和系統管理形成的通信連接，例如數據連接、信息輸出等設備的線路，這種連接需要通過電纜和以太網交換機等設備操作。配電自動化系統現場監控工作包含各種監測設備和測量設備，例如電容器、火災探測器等設備[1]。

2 電力系統配電自動化構成

2.1 信息采集

2.1.1 主站層。在配電自動化系統中主站層可以從不同子站獲取相關數據，對配電網運行進行監控，發現故障可以做到及時恢復非故障區域、故障隔離、故障診斷，從而達到正常供電的目的。配電網主站層也可以實現分析電網運行狀態，做到全方位管理配電系統，提高配電系統運行效率和運行安全性。

2.1.2 子站層。在用電量較大區域，供電規模相對會比較大并且具有較強的復雜煩瑣性。因此，在配電系統運行過程中無法對主站層直接做到數據信息的輸出和錄入，如果直接將大量數據信息錄入主站層，很可能會導致通信端口數量過多而提高設備運行的負荷。為此可以在配電系統中設立子站層，子站層能夠及時收集配電區域數據信息，經過分析處理后將信息再轉發給系統主站層，主站層會根據得到的數據信息分析故障原因，并回饋給子站層，達到配電網管理調度功能[2]。

2.1.3 終端設備層。終端設備層主要的任務就是控制配電系統的同時做到數據信息采集，并且可以為子站層提供運行與信息數據的控制。終端設備層可以落實子站，并對主站層發出指令，終端設備層主要由FTU、DTU、TTU構成終端層設備，而終端設備的正常運行情況會對配電自動化運行情況起到明顯影響作用。

2.2 饋線自動化

饋線自動化主要是根據電力系統的運行實現監控與數據采集。通常情況下，配電系統要做到監控配電電壓、饋線電流、開關狀態等來實現線路開關自動開合。當系統負荷分布不均時要結合情況，采取相應方案做到平衡負荷功能，并提高配電系統運行質量讓其運行狀態正常[3]。饋線自動化還可以做到切斷線路中故障，及時隔離故障區域，將故障控制在最小范圍內，并快速恢復非故障區域的正常運行。饋線自動化可以為配電系統中供電速度、安全可靠性提供保障。

3 電力系統配電自動化發展價值體現

隨著我國科學技術水平的不斷提高，配電自動化技術也在不斷提高并且應用到各個領域中，尤其一些涉及民生的例如醫學、建筑、化工等大范圍行業。社會經濟的發展對供電的需求也在增加，配電系統標準也在改進和提升。傳統的配電系統運行狀況已經難以符合經濟發展的要求，而實現配電系統自動化可以極大提高電力系統運行模式，對電力系統實施全方位全天候監控，借助計算機技術分析電力系統各個配電線路的動態情況。保證當系統發生故障或者問題時，可以立即發出預警，減少事故發生，減少人身財產損失。通過實際運行情況可以看出，配電系統自動化的有效提高電力系統供電效率，減少電力系統故障發生頻率和減少故障造成的損失與影響。配電系統自動化通過利用計算機信息處理能力實現了對電力傳輸的控制，保障電力系統供電運行中的安全穩定，同時利用計算機可以對配電能力進行模擬來確保配電科學合理建設[4]。

4 電力系統配電自動化常見故障

4.1 配電網建設運行不合標準

在與電力系統配電自動化發展較為發達的國家相比，我國配電網在建設上會存在許多不足，有著較大的改善空間和技術提升。由于在電力配電網建設上稍顯落后，導致我國電力系統配電自動化建設還不夠強大。一般情況下我國配電網建設投入分變電與輸電兩項內容，由于配電設備不夠先進導致線路聯網水平較低，通常會遇到配電網主線路建設不標準，線路過長等問題。

4.2 電力系統配電自動化技術水平較低

在我國近幾年的發展中雖然電力系統配電自動化技術也在不斷提高，但相比發達國家，技術水平還不高。主要原因一是電力系統內部網架機構不夠完善，人員操作技術還不達標；二是相關職能部門對電力系統配電自動化維修和養護不夠重視。

4.3 相關制度不完善

電力系統配電自動化技術不斷提高導致相關配套制度需要更加完善。而我國當前電力系統配電自動化相關管理機制還沒有得到改變或者完善，在配電網運維中缺乏制度的約束，導致部分從業人員在管理上比較松懈，缺乏安全意識，這種現象極大地阻礙了電力系統配電自動化水平和技術的發展進步[5]。

5 電力系統配電自動化故障處理措施

5.1 提高配電網線路建設速度

現階段配電系統自動化技術相對落后，如果想要解決現階段出現的問題，就要提高對配電自動化技術的重視和發展速度，提高對電力企業配電網線路改造工程，加大對電力設備的改造和維護，從而提高電力系統的穩定運行和傳輸能力。在配電網線路建設和改造中，需要有專業的企業電力員工，保證電力操作的規范性，保證電力設備運行效率。在系統運行中要根據實際電力設備情況，對較為傳統老舊的電力設備進行淘汰或者提升，提高設備安全運行效率，降低故障發生頻率，從根本上解決配電網運行安全和運行效率。

5.2 保障電力設備安全運行

為了保障電力設備安全運行，保障相關工作人員安全，就需要建立完善的配電系統政策制度，加強對電力系統安全管理。做到可以在配電系統自動化運行中預測存在的問題，從而設計相對的解決方案，做到出現問題可以第一時間找到措施解決，降低配電系統故障的發生，減少風險損耗。當配電自動化系統發生故障時主要從以下幾方面著手。首先，對故障類型做分類處理，切斷故障設備和配電系統聯系，做到故障隔離區域，避免發生故障的位置對其他設備產生影響。其次，在故障設備出現的問題解決后再將故障設備與其他正常設備連接，讓故障設備可以重新啟用。可以在配電系統設備中加入阻斷器，這樣可以利用配電自動化系統實現對設備遠程操控，保證系統設備發生故障時實現自動跳閘來阻斷故障設備與正常設備的連接[6]。此外，當配電系統發生故障時，自動化系統會對故障設備中的數據參數進行分析，確定故障設備問題發生位置，及時找到相關維修人員對設備進行處理。同時可以調動其他相同且沒有故障的設備傳輸電力，保障電力系統正常運行，不會發生停電問題。

5.3 處理設備故障

在電力系統配電自動化設備運行階段要加強對相關工作人員的管理，避免技術人員在對故障設備維修時有不符合規范的操作，配電自動化系統設計的內容比較煩瑣，主要價值是對設備信息的采集和保存。隨著配電自動化系統技術不斷提升和新技術設備的更換，要做到對數值參數采集的永久保存，才能通過數據參數及時分析出設備故障發生的原因和位置，而技術人員也需要通過分析出的參數數值做出相應的解決措施。數值信息主要通過配電自動化系統反饋信息中得到，維修人員在數據信息采集過程中要對故障類型做到謹慎參考和管理，保障故障設備發生問題時，可以根據數據提出解決方案。此外，加大對技術人員維修管理認知能力，讓技術人員意識到在設備維修過程中操作規范的重要性，對保障設備正常運行有著重要作用，也是對技術維修人員生命財產的安全保障。

5.4 干線故障處理方法

干線是配電網主要線路，繼電保護裝置和自動配電裝置是通過干線直接連接的。因此，當干線發生故障的時候，繼電保護裝置和自動配電裝置都會受到相應影響。在配電網發生故障的時候，繼電保護裝置會將配電網和電力設備單獨進行隔離，讓電力設備不受到干線故障的影響，實現自我保護。維修技術人員可以根據繼電保護運行狀況檢查是否是電源問題，再做出合理解決方案。配電自動化系統中的饋線終端設備可以做到自行檢核和記錄，從而得到線路電流、電壓和功率的參數值，做到初步線路故障的排除工作。當配電網故障為永久故障時，饋線終端設備會有異常參數和分析算法發送到主站，維修技術人員就可以根據干線對饋線與饋線終端設備做出檢查和監控，從而確定故障原因并做出解決方案。

5.5 支線故障、用戶故障處理措施

這種故障類型通常是指非正線配電出現故障，由于支線和用戶設備發生故障頻率較高，當故障發生時，自動化和繼電保護裝置會自行對配電網產生的故障原因進行檢查和維修[7]。支線和用戶設備發生故障主要體現在線路信號異常，出現自動跳閘保護線路。發生故障后，延時的保護裝置會嘗試閉合或者切斷線路。發現閉合是常閉狀態，故障就為暫時性，延時后就可以正常運行。當故障不能閉合，故障可能就是永久性的，延時后會繼續保持開路狀態。在支線和用戶設備故障中繼電保護主要的作用首先是防止故障回路導致電流沖入干線，讓配電網受到沖擊；其次是故障發生時可以及時切斷故障線路，實現隔離，并在自動完成后做延時合閘操作。

6 結束語

電力系統配電自動化在經過近些年的發展后，在我國已經初步實現較高的自動化水平，形成了科學合理、高效的運行狀態和整體框架流程。電力系統配電自動化讓電力系統在運行和管理上都發生了翻天覆地的變化，讓電力企業得到了較大的改進和優化，電力設備技術也得到了較大的提升發展。本文通過電力系統配電自動化常見的故障問題入手研究，為進一步提高電力系統配電自動化處理故障和問題能力做出參考對策，優化自動化技術的應用，從而提升電力系統配電自動化的穩定性和安全性，提高電力對社會經濟的服務能力。