10kV架空环网快速故障自愈控制技术研究

李春建

摘  要：21世纪以来随着信息技术得到长足的发展，电力系统也迎来了新技术的投入使用。10kV架空环网快速故障自愈控制技术就是新世纪对于环网快速故障自愈控制的又一次进步，使得电路故障后的恢复与安全性上做出了一定的贡献，文章从故障自愈的概念出发，探究一般线路故障的处理策略进而探求架空分支线路故障快速自愈控制系统方案的有效建立。

关键词：10kV架空环网;快速故障自愈;控制技术

中图分类号：TM75 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）34-0143-02

Abstract： Since the 21st century， with the rapid development of information technology， the power system has also ushered in the use of new technology. The fast fault self-healing control technology of 10kV overhead ring network is another progress for the rapid fault self-healing control of ring network in the new century， which makes a certain contribution to the recovery and security of circuit faults. Starting from the concept of fault self-healing， this paper probes into the handling strategy of general line faults and then explores the effective establishment of the scheme of fast self-healing control system for overhead branch line faults.

Keywords： 10kV overhead ring network; fast fault self-healing; control technology

近些年来我国电力改造工程步入科技化的道路，配电网络的规模也在逐步的增长;架空环网的建设工作也在逐步的完善中。10kV架空环网快速故障自愈控制技术在系统线路中承担着重要的地位，为供电网络的可靠性提供了必要的保障和坚实的基础。人们对于10kV架空环网快速故障自愈控制技术依旧处于一种“一知半解”的状态。对于其重要性和作用性认识上存在一定的不足。

1 10kV架空环网快速故障自愈控制技术概述

1.1 故障自愈技术

基于故障自愈而言，其主要包括两个方面：自我预防、自我恢复。所谓的自我预防即利用先进化的网络，对我国的电路输出网络进行有效的监控和诊断工作。将线路的故障问题或者数据异常情况及时的反映至人工管理处，以便及时的进行人工的干预和后期的维修、调整工作。自我恢复指的是，电路在出现突发性状况时，可以及时的启用备用系统、线路并及时的对故障区做出恢复和隔离的措施，并将信息全面的传输至人工处。在不影响正常电路使用的情况下对故障区进行一定的修复、排查工作。总的来说故障自愈系统为线路安全的运行使用提供了较为坚实的保障措施。同时有效的降低了故障发生时对于电路的损坏与影响作用，极大的提升了电网工作的稳定性。

1.2 10kV架空环网快速故障自愈控制技术现状

目前市场上所运用的配电网络基本为拉线式10kV配电环网结构，在各环网内分布着3-6个供电区域。但是其自动化的水平还是处于较低的状态，在实际配电环网出现故障时，多数情况下是产生了停电和局部断电现象才会人工介入，手动排除故障。随着时代的发展，10kV架空环网快速故障自愈控制技术逐步运用至实际的市场中，将有效的排查进行到实处;极大程度的避免了用户在电路故障中造成的经济损失，保障了10kV配电环网的安全性与稳定性[1]。

2 10kV架空分支线路故障快速自愈控制技术的系统方案

2.1 自愈控制总体方案

自愈控制总体控制如下图1所示，实际用户出现线路故障的情况下，可在不影响同线路上其他用户的供电需求下，将故障范围尽量的缩小，继而提高线路的可靠性。在主线的基础上增添柱上分界开关以及相应的信号收发器，让其形成智能分界开关，可以随时调控线路上的供电状态。自愈控制主要站点对智能分界开关进行控制，再经由智能分界开关对线路故障区域进行判断，并完成故障区域隔离、信息收集上报的工作。使得自愈控制主要站点恢复其他线路的供电，从而有效的杜绝了非故障区域的不必要停电问题。其主要的运作机制就是经由智能分界开光将故障区域进行识别、判断、隔离最后由自愈控制主站恢复其他线路的供电来完成整个架空分支线路故障快速自愈的目的。

2.2 智能分界开关

10kV架空环网线路故障快速自愈控制技术的关键点就是智能分界开关的运用上，其可分为柱上断路器和柱上负荷开关两个大类。智能分界开关结构如下图2所示。柱上断路器由真空断路器以及断路器构成，其短路接口是储存在真空泡中，可由电动和人工两种方式来进行电路的状况的改变。是快速自愈控制系统的有效控制之一。其次是关于柱上负荷开关，在实际的运用中大多情况下是利用短路器代替。其主要作用是在电路出现故障和短路时，及时熔断对电路进行有效的保护，防止线路出现不可逆的损失。智能分界开关可以很好的解决由于电路故障造成的线路永久性损伤的问题，其可以很好的修复单向的接地故障等一些简单故障的修复工作。实际的智能分界开关的运转是受到自愈控制主站实时调控的，其调控的依據则是对于实际电路中数据的有效分析与计算，利用断路器将故障区域的电流及时的切断，并通过柱上负荷开关来恢复正常线路的供电[2]。以此来保证电路的智能化控制，实现架空分支线路故障快速自愈的目标。

2.3 自愈控制主站系统

架空分支线路故障自愈控制中最为重要的一个构成部分就是自愈控制主站，其相当于电路环网的中控和信息中心，主要对架空分支线路中产生的数据进行信息交流、调度指挥、信息采集工作。其组成结构是由主要的计算机硬件和必要的控制、计算软件构成。在实际10kV架空分支线路故障快速自愈控制体系中，主站系统更多的是实现信息上的交互作用，即实现信息的一对一、一对多的交流模式，实时的控制架空分支线路的状态，监控架空环网中线路产生的数据变化。一般的自愈控制主站是由一台工业控制计算机加多个智能控制器终端组成，及时处理智能控制器上传的信息，保证线路的正常运行。以完成“三遥”和相关数据处理的作用。

3 10kV架空环网故障快速自愈控制策略

3.1 简单故障处理

对于架空环网故障快速自愈控制首先面临的就是对于简单故障的处理上，简单的故障包括了母线故障、线路末端故障等问题。一旦电路环网中断路器起作用（电路出现故障时）;快速故障自愈系统通过信息的分析，获取故障的区域范围并对相关区域的智能分界开关进行调控，规避已发生故障区域将线路进行调整，恢复下游的正常供电[3]。对于架空环网线路的选择则需要保证供电的稳定性，同时也要考虑线路的有效容积，不可出现二次故障的产生。这就要求自愈控制主站系统对故障区域进行有效的信息判断和分析。

3.2 复杂故障处理

复杂故障处理其复杂性表现在实际中就是其故障的原因非单点因素造成，或者是修复难度较大的故障。包括了多点故障、不连续对侧（同侧）故障，隔離范围广、联动开关故障等多种故障形式。在实际的故障区域的判读就是一个比较复杂的问题，由于故障可能存在不连续性，就会导致系统在执行中会产生错误的信号，而仅依靠人工修复耗时就会比较大。所以有效的快速故障自愈控制技术的介入，可以通过电信号、可控开关的状态来有效的确认故障区域，从而将故障区域隔离开来，当遇到不可控制开关时;则会将故障范围自动扩大，再接通下处可控开关，使其上游、下游地区的供电得到保障，使得电路顺畅运行。系统也会将故障区域信息及时的传输至人工管理处，在经由人工对故障区域进行排查、检修工作;使得故障区域恢复使用性。

3.3 含分布式电源故障处理

还有一种故障的处理策略是对于含分布式电源故障处理工作。就是在实际的架空环网中存在分布式电源，其故障的排除方式就存在较多的可能，但是电源是存在级别上的差距的，分为主电网电源与分布式电源[4]。在主要线路发生故障时理应根据实际的供电稳定性选择主电网电源作供电，在主电网电路无法使用的情况下，就要对次电网电源进行一定的选择和考量，因为其供电的稳定性和电容量存在一定的差别在使用分布式电源供电的情况下需要有三点注意，第一种情况仅由分布式电源供电，则需要打开相应的负荷开关;第二种情况是分布式电源参与供电并计算供电范围，则需要打开准同期开关，使其可以更好完成电网恢复工作。第三种情况是分布式电源参与到供电恢复中，这就需要计算原有的电源的电量储备，在其正常的输出下，维持原有的供电效果。在实际的线路中这类的故障的发生较为常见，因此在实际中有效的运用10kV架空分支线路故障快速自愈控制技术对于电网的稳定性和安全性都有着一定的保障作用。

4 结束语

对于电网运行有效的保障环网的结构和安全性是新时代的需求，是促进我国信息发展道路的坚实基础;随着科技和时代的进步，人们对于智能化的需求也在逐步的上涨，而与之相对应的就是电路的保证;因此10kV架空分支线路故障快速自愈控制技术在我国的未来中将占有极大的比例，最小程度的消减故障带来的损失和影响。

参考文献：

[1]魏鑫.考虑分布式电源的微电网自愈控制技术研究[D].山东大学，2019.

[2]余江山.智能配电网的故障处理技术研究[J].南方农机，2019，50（16）：201-202.

[3]宋妍霖，张晓蓉.电气自动化领域中的人工智能技术分析[J].电气传动自动化，2019，41（03）：15-17+21.

[4]代艳君.10kV配电线路故障查找和处理措施[J].通信电源技术，2019，36（05）：157-158.