供电所配网故障管理系统的研究

汤全宝

（国网福建云霄县供电有限公司363300）

供电所配网故障管理系统的研究

汤全宝

（国网福建云霄县供电有限公司363300）

随着社会经济的高速发展和居民生活水平的快速提高，对于电力资源的需求也日渐加大，由此也带动了电力配网规模的不断发展扩大。然而，电力配网规模的迅速扩大也带来了一些问题，比如由于配网不合理或缺陷造成的故障等问题。供电所配网故障管理的主要功能就是通过对配网故障进行查找并及时处理，以保证生产和生活的正常供电。因而，也引发了相关技术部门对供电所配网故障管理系统的研究，本文就这个问题进行了探讨，希望能完善供电所配网故障管理系统有一些帮助。

配电网；故障管理；故障定位；故障隔离；供电恢复

由于社会发展的整体需求，近年来我国的用电人数和用电量不断增加，由此也促进了我国电网建设的进度。与此时同，社会大众对于供电的可靠性也提出了更高要求。供电所作为电力系统中最基础的环节，通过建立和完善供电所配网故障管理系统，利用造成电网故障的短路、接地等现象形成的相关数据的分析，可以在最短的时间内对相关故障进行定位、隔离，并及时采取措施进行供电恢复工作，从而减少停电时间，实现提高供电质量和可靠性的目的。

1 供电所配网的特点

要实现对供电所配网故障管理系统深入的分析研究，首先需要对供电所配网的特点进行了解。当今社会，不管是社会生产还是人民生活，都对电力资源形成了较大的依赖，并且随着社会经济的发展需要，对电力资源的需求量还会不断提升。为了适应不断提升的供电发展趋势，近年来电力部门加大了整个电网的建设和改造工程。由于电网的扩张，使得相应的设备数量越来越多，对供电所的电网结构也提出了较大挑战，越来越复杂的结构使得供电所配网的事故发生率直线提高，而且事故处理难度也越来越大。为了保证社会生产和人民生活的正常进行，加大对供电系统的安全运行管理，稳定供电质量，已成为供电所工作的重点。

目前，我国的电力系统已形成了一个较为庞大的规模，整个系统的结构也日趋复杂。从研究层面来看我国的电力系统，主要是由配电、输电、发电三个子系统构成，而配网系统起着将这些子系统进行有效连接的作用，主要功能是把发电系统产生的电能分配到各个用户中去，属于电网的末端。供电所配网在系统运行、设备维护中表现出了以下三个特点：

（1）供电所配网在结构上呈现出既复杂又薄弱的特点。目前，我国所有的供电所配网基本上都是以辐射形网络为主，只有较少数采用的是开环运行的环网接线。由此也造成了配网计划检修、设备的运行故障及检修都会对供电所配网的正常运行产生影响的现象。尤其是设备的计划检修，可以直接形成对供电所配网电力系统可靠性的影响。

（2）供电所配网系统设备具有维护难度大、效率低的问题。与输电系统中包括变压器、开关等在内的主设备都相对集中比较好进行日常维护和检修不同，供电所配网系统的相关设备则分散于配电系统整个网络涉及到的所有范围，因此，在进行日常维护和检修时，很难进行快速、有效的相关工作。

（3）由于各个区域的实际情况差异，导致了作为联系用户和电力系统的配电系统的供电所配网在不同地方的状态、配网设备质量和运行情况都各不相同。以致于在进行配网设备检修等工作时，需根据当地的实际网架结构和设备进行相关工作的调整，致使供电所配网系统的维修水平始终不高。

2 供电所配网故障管理系统的重要作用

供电所配网故障管理系统，正是在针对供电所电力系统的故障管理开发出的自动化管理系统。它通过把主干电网上相关设备的参数和数据利用通信线路传送到主站的计算机上，当电网系统出现故障时，主站的机算计会快速做出反应，对相关数据进行分析，找出异常并及时报警。此时，Web浏览器会向相关技术人显示故障数据和相应的分析结果，以提示上级管理部门对电网故障进行监控和处理，这就大大提高了供电所的供电质量。供电所配网故障管理系统主要有以下两大作用：

2.1 数据采集

为实现对供电所配网故障的有效管理，相关的管理系统首先需要对电网数据进行收集。供电所配网故障管理系统，通过电能量数据采集器对用户的用电信息和数据按设定的时间间隔进行收集，并将相关数据进行远距离传送，到达数据处理中心。在此过程中，电能量数据采集器可以保证数据的有效保存，同时，相关设备还可以通过处理中心统一校正时钟，保证数据收集的准确性。

2.2 数据处理功能

供电所配网故障管理系统还可以将收集到的相关数据进行分析处理，将原始数据进行整合制作成各种帮助故障分析和排除的数据表格、数据图形以及各类统计数据。以实现对电网系统故障的有效控制。

3 供电所配网故障管理系统的工作原理和相关技术

供电所配网故障管理系统在进行相关的电网故障控制时，涉及到的相关技术、设备和流程较多，以下就相关问题进行简要的分析和研究：

3.1 故障定位

（1）故障指示器。在供电所配网故障管理系统中，故障指示器是最基础的设备，且种类较多。仅以短路故障指示器为例，由于电网发生短路时，会产生巨大的短路电流，进而对相关的电力设备造成严重的损害，因此在发生此类故障时，应立即采取隔离措施。基于此，电力网上一般都安装有用于检测故障以及分离故障的保护装置。就供电所配网系统来说，这种设备主要是安装在馈线线端上，其工作原理是，一旦出现了短路故障，出现短路的馈线就会在该设备的作用下与网络分离开，从而起到对设备和网络的保护作用。在这里，通过故障指示器实现对设备和网络保护的关键在于故障准确定位技术。

短路显示器适用于中压电网，对电网的放射和开环运行模式则没有要求，适应性较好。将其安装到包括母线、架空线、电缆等需要监控的载流导体上，即可利用短路产生的巨大电流形成的磁场启动短路显示器，当电流超过短路显示器的限值时，短路显示器就会发出信号，为中心处理系统提示从馈线首端到短路故障线路的方向，实现对故障位置的确定。由此可见，故障指示器的故障指向功能是其在供电所配网故障管理过程中发挥作用的重点。

然而目前，故障指示器在市场上的种类虽多，却有很多缺少这样的功能。指向功能对于故障指示器发挥作用来说，一方面可以补偿网络的接地故障，另一方面还可帮助指向分散发电网络中出现的两相或三相故障。因此对于故障指示器的功能开发应主要针对这一方面来进行。从技术层面来说，故障指示器的技术开发的主要瓶颈是对电压的测量，通过基于电阻、电容或电感原理的分压器不仅能解决这一问题，还可以将使用技术所涉及到的费用控制在高压、中压变电所中使用的感应式电压互感器的费用以下，从而实现对相关技术成本的有效降低。

（2）故障距离计算技术。此项技术重点在于通过对测量的故障电流和网络计算的结果的比较，来估计故障发生的距离，对于线路距离较长的郊区和农村电网，故障距离计算技术可以起到很好的配网故障管理补充作用。故障距离计算技术主要有两种计算方法：

采用距离继电器的故障距离计算。这种计算方法是基于一个中压网的分析模型，以中压站和分支点来对每一馈线进行分段，每一段大约在50～500m之间，然后利用一个标准的电力系统分析软件对模型中的每一段进行离线短路的静态电抗计算。一旦出现故障，遥测故障电抗就会自动将相关的信息数据传送到处理中心的计算机上，并找出相应的段。这项技术的特点在于不会对故障进行在线分析定位，只对故障段进行选择，并将结果以小表格的形式提交给相关管理人员。

故障电流测量的短路故障定位。这项技术是基于配电数据管理系统（DM S）和变电所遥控系统（SC ADA）在线对比测量的和计算的故障电流。其原理是首先通过测量获得变电所到故障点的距离，再通过与网络图进行比较，找到可能的故障地点。

3.2 故障隔离与供电恢复

（1）确定开关位置。在进行了故障定位的工作以后，就需要进行故障隔离和供电恢复，以保障其他线路的正常供电。通常的做法是，在确定了故障点之后，通过网络拓扑分析结果，选出可以隔离故障的开关设备，进而改变相关的开关状态，逐步减少连接在有故障或可能发生故障的线路上的设备的运行。

（2）供电恢复算法。供电恢复算法是基于故障隔离分析的结果在需要恢复供电的区域，利用其边界的开关设备构成一条最短的供电路径快速实现供电状态的恢复的技术。这项技术要求供电路径的构成中必需至少有一个断路器，原因是断路器可以在有负荷时进行操作，而隔离开关则只能在无负荷时操作。

4 结语

供电所配网故障管理系统使得电网故障从发现到修复，实现了环节的优化和处理速度的有效提升，不仅降低了由于电网故障检修产生的开销，还提高了电力的正常供应质量，增加了供电系统的可靠性。从经济效益角度和社会影响角度出发，加强对供电所配网故障管理系统的有效运用是非常有必要的。

[1]张雁海.供电系统的故障原因分析和设备缺陷管理研究[J].中国电力教育，2011，15：155+164.

[2]袁玉梅.缩短配网故障抢修时间提高供电优质服务水平[J].通讯世界，2014，19：110～111.

[3]冼凯鹏.配网调度故障快速复电支撑系统分析[J].科技风，2014，24：126.

[4]王金萍.基于配网调度故障快速复电支撑系统的研究[J].广东科技，2013，14：68～69.

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1004-7344（2016）30-0125-02

2016-10-10