智能配电网的故障处理技术分析

(大盛微电科技股份有限公司，河南 许昌 461000)

0 引言

配电网络是电力系统直接与分散在各地的用户相连的部分，通常其电压等级不超过10 kV，有少部分配电网为20 kV电压等级网络构架。智能配电网(Smart distribution grid，SDG)是智能电网的重要组成部分，与传统配电网相比，具有更高的安全性，可提供更高的电能质量，支持DER的大量接入，可实现与用户的互动[1]。此外，智能配电网具备自愈能力，这种能力的实现，与其自动化的故障处理技术相关。一旦配电网络发生故障，可迅速实现故障定位、隔离，在短时间内恢复非故障区供电。

1 智能配电网的故障处理技术特征

1.1 提升系统运行安全性

智能配电网故障处理技术能够检测出电力网络中存在的安全隐患，及时检修，而且在故障发生的第一时间，系统可直接隔离故障路段和其他区域，可以自动检测出电网的安全隐患，同时将故障路段与其他区域电网隔离开来，以防故障范围扩大，最大程度保障整个配电网络的安全性，确保供电的稳定性，减少配电网突发故障给用户带来的影响。

1.2 提高自动化和信息化程度

智能电网故障处理技术中具备高级数据通信网络及传感测量技术，能够在线监测整个电网的运行状态，这样电网任一环节发生故障，都可以在最短时间内被感知，让故障迅速得到解决。整体而言，在现代化信息技术及自动化控制技术的支持下，故障处理技术能够第一时间感知故障，并将故障信息传递出去，汇报给控制中心。在控制中心工作人员远程调控及既有程序调控下，作出切断处理，从而就近派遣工作人员进行检修，这样能够大大缩短检修时间[2]。

1.3 加强电网互动性和主动性

智能电网故障处理技术具有极强的主动性，可自发检测整个配电网络的运行情况，采集电网内所有电力设备的运行数据，并自主展开数据分析，与政策数据范围进行对比，如若数据异常，极有可能该路段发生故障，这样可以准确预测故障的发生情况，自动排除、处理故障。在故障处理过程中，借助于人机互动技术，人工可依据机器的信息，制定最佳解决方案，利用操控权限干预电网系统运行的情况，确保智能配电网安全稳定运行。

2 智能配电网的故障处理技术

2.1 使用分布式的智能化技术

当前，集中控制模式是我国电力网络的主流控制模式，在这一模式中，系统能够根据通信道路及主站系统，通过数据分析，作出故障隔离和负荷转供等指示。在以前，集中控制模式中采取分段器、重合器分离的模式，这种传统模式无法借助信道传递信息，运行效率低。而在智能配电网中，采用的是分布式智能化技术，这种技术可有效提升故障隔离的自动化水平，确保配电网运行的安全性与稳定性。分布式智能技术依靠内部处理设备即可传输信息，无需依赖通信信道、主站系统等外界设备，可有效提高故障隔离的自动化水平，确保智能配电网的安全稳定运行。当故障发生时，分布式智能化技术能够根据故障信息制定对症解决方案，第一时间隔离故障电路，紧急启用其他电源供电，确保故障路段能够迅速回归正常供电状态。远程自动化技术与分布式智能化技术的结合，确保信息能够及时传递，故障解决方案能够迅速得到执行，有效控制故障影响范围。

2.2 故障点自动定位技术

2.2.1 短路故障指示作用

当配电网络发生故障，工作人员进行检修，首先应该确定故障发生的位置，随后方可采取应对措施，也就是，确定故障地点的速度，将直接影响到故障检修的速度。故障点自动定位技术是一种能够实现故障点自动化定位的技术，一般而言，智能配电网会安装智能化的故障指示器，一旦该路段发生故障，这一设备会自主发出故障信号，显示故障电流路径[3]。为了构建一个全面覆盖配电网络的故障点自动化定位系统，需要配置大批量故障指示器。一旦出现故障，故障点的指示信息能够更精确，提升故障点定位的精确度，为检修人员提供准确信息，从而有效提升故障检修效率。比如当故障指示器在检测到控制范围内线路电流与其标准定值相比过大时，设备会发出故障信号，提醒工作人员，且电流越大信号越强，工作人员可通过信号大小判断故障程度，从而作出有效应对。

2.2.2 单相接地故障定位

我的个人生活从2015年秋天开始转变，此前，我以为自己乃至身边人的一生，如一列装载着亲情、琐碎、痛楚、矛盾、幸福、合作、悲伤、愉悦的高速列车。在时间的轴线上，无数颜色和内涵基本雷同的列车，大同小异，方向一致地奔行，再不会变轨和改道。然而，我错了。先是近26年的工作彻底变动。这对已经中年的我，并不算什么。对既往容身的集体，我心怀感激。即使离开，特别是响应一种合乎发展之道的指令，我觉得个人应当予以配合，一点都不惊慌失措。因为，基本的生存已经不是问题，况且，我从没有奢望过多么豪华的物质生活，也没有渴望过一呼万应的权力。

当前，部分配电网中性点未直接接地，导致系统无法精准锁定故障点。而且，受到配电网络玩家设置差异的影响，其构造与接地模式的匹配度不高，导致一些传统故障定位方法电压法、零序电流法等无法发挥出应有的效用。中阻智能接地技术是一种新型故障排除技术，可实现精确单项接地故障定位、排查，整个技术系统由信号源设备、故障监测设备这两部分主要设备组成。在技术应用过程中，需将可控电阻接入变压器中性点、大地之间，这样能够迅速将动态电阻负载信号接入，如此一来，负载电流被带有故障的信号信息码电流可得到叠加，实现故障信息的高效迅速接收[4]。在配电网络中，存在较多线路交叉、分支，最左侧的接地故障指示器是最重要的，为了确保故障指示器能够有效监测故障信号，应该优化设备的分布设计及操作方式。

2.3 网络保护技术

当前我国电网系统大范围应用旧式电流保护系统，在配电网运行过程中，工作人员应重点关注保护动作配合问题，因为稍有不慎就可能发生故障。为了降低故障发生几率，人们开始研究新型网络保护技术，争取提升数据传输效率，减轻工作人员的负担，无需过度关注保护动作的配合问题。在新型网络保护技术中，采用了CAN线路的数据传输技术，当某电路线段发生短路问题，故障信息可实时传输同步到网络中，实现信息共享，确保故障能够在第一时间得到解决。基于信息共享能力，网络保护系统可优化智能配电网的协作、配合能力，保护能力强、覆盖范围广，系统保护对象可从点拓展线，从线辐射到面，实现级间配合。而且，在计算机技术、网络通信及时的支持下，网络保护技术的保护机制快捷性、选择性冲突得到解决。

3 结语

在智能配电网中，融合应用了配电网高级自动化技术、自动化控制技术、通信技术、人工智能技术及传感技术等现代化科技，可实现对于配电网及电力设备的可视化管理，动态监测配电网运行状态，实现对于配电网的自动化控制、保护及故障发生时的自愈控制，为电力用户提供可靠、安全、环保的电力供应服务[5]。智能配电网在运行过程中，会受到诸多外界因素的干扰，长期下来，难免发生故障，但是借助于故障处理技术，能够高效精准定位故障，予以切断、缩小故障范围，降低突发故障造成的影响，优化供电服务质量。