基于配网自动化的故障处理技术应用

丁 静

（国网江苏省电力有限公司 东台市供电分公司，江苏 东台 224200）

0 引 言

配网自动化系统对于保障电力系统供电质量有着重要作用，目前我国配网自动化系统开发和应用的时间较短，配网自动化系统在应用过程中仍然存在一些问题，对于提高供电可靠性有阻碍。供电企业必须根据实际情况改造和优化配网系统，引进先进技术来提升配网自动化程度。基于配网自动化，在故障发生时及时进行分析，将其隔离在一个很小的区域内，以免对整个配电系统造成不良影响，提高电力供给质量与效率。电力企业与电力工程师需在配网自动化技术联合应用过程中，借助完备的信息传输链，实现各种信息资料的有效传输，确保配网系统的运行更具高效性、完整性以及全面性[1]。

1 配网自动化系统

配网自动化系统在对电力系统进行自动化管理时，主要应用电子信息技术、计算机互联网技术、通信技术以及自动化控制技术，在新型高性能配电设备的辅助下，实现电力分配、供应，达到以更低的成本进行数据采集、远程监测监控、电压管理、故障诊断以及协调配电网设备运行的目的。通过配网系统自动化实现电网实时监管与控制，可以对配电网的状况、信息进行集成，不仅能够在供电期间及时发现故障，还能在第一时间实现配电网络维护。传统电网布局作业的工作量较大，一旦发生问题检修持续时间较长、检修程序烦琐，已无法适应当前阶段我国电力用户的大量需求，无法达到提升用电质量的要求。配网自动化系统能有效解决供电问题，满足用电增长所需，提高配电网运行时效性[2]。

2 配网自动化故障处理技术的应用优势

配电网故障自动处理技术是智能信息时代发展到一定阶段的成果，缩小了故障范围，能够切实提升故障处理效率，充分保障配电网稳定运行，提高企业经济效益。自动化技术的发展促进配网系统向自动化发展，配网自动化系统建设速度不断加快。在实际应用中，配网自动化故障处理技术有如下优势。

在开展电网运行维护工作时，借助配网自动化故障处理技术可以及时采集电网运行参数，迅速锁定电网故障问题，实现故障原因的实时有效分析，有利于实现故障自动化定位，在最短的时间内恢复配网系统常规化供电，缩短电网系统和供电设备的非计划停电时间，提高配网系统供电的安全性和稳定性。

借助实时监测系统可以有效探测不同路线的负载大小、分布情况，基于实际电压对无功补偿电容器投切情况进行自动控制，对配网中每一条线路上的电压、电流进行自动化监测，进而根据实际需要选择相应的无功补偿装置，满足配电系统对无功功率的需求。结合地理信息系统技术和无线传输技术可以将采集到的数据信息传输至远程监控平台，以便为电网管理者提供更加全面、准确的管理决策依据，同时使相关工作人员更好地了解整个供用电网络的运行状况和发展趋势[3-5]。

依靠自动化监测系统的远程监测功效可以更及时地发现各用户计量设备的状态，远程监控用户的用电情况，对非法窃电行为进行管控。除此之外，借助配网自动化系统还可以有效促进系统线路高效运转，对配网起到保护作用。

3 配网自动化故障处理模式分析

3.1 断路器保护模式

目前，配网自动化系统故障处理最常规的方法是配置断路器。当配网自动化系统出现故障后，断路器能自动跳闸，进而断开故障电路，避免正常线路受故障线路的影响，确保了正常线路能够正常运行。断路器在配网自动化系统中能够发挥一定的防护与隔离功能，但是具体使用过程也有一些不足之处。如果断路器运行时发生多次或重复跳闸，将给配网自动化系统造成一定影响，导致诊断的效率和准确性下降，很难做出正确诊断。断路器加馈线开关能够提高故障识别效率，确保供电系统正常供电[6]。

3.2 主站监控的馈线处理方式

主站监控的馈线处理模式是配电网自动化故障处理模式中较为先进的一种，通过将馈线终端安装在每个开关上，采集开关部位的电流、功率与负荷值等信息，再利用通信网络技术实现对采集信息的传输。分析故障前期、中期、后期记录数据，提供信息分析的依据，找出故障原因并采取防范措施，有利于供电方案的优化与调整。主站监测馈线处理方式主要以重合闸技术与电能保护技术为核心技术，能够对配电网自动化系统进行集中控制且故障处理速度较快，能够迅速恢复电能供给，目前已在配电网系统中广泛应用。但是主站监控馈线处理方式在使用中存在一些不足，即需要确保通信系统正常运行，若通信系统发生故障将导致配电网络系统失效，不能起到很好的隔离作用[7,8]。

3.3 以重合器处理馈线失效的方式

以重合器为核心，采用切断短路电流的方式对线路实施保护，可以弥补馈线故障处理方式的缺陷。配电网自动化系统采用重合器与分段器相配合，分段器主要是对短路电流进行关合，重合器与分段器互相配合可以在配网自动化系统中对线路故障进行判断与隔离，使线路及时恢复正常运行，确保供电稳定。相较于主站监测馈线处理方式，重合器馈线处理方式对系统整体通信质量没有特别高的要求，能够做到单独使用。

3.4 以系统保护为基础的馈线处理方式

以系统保护为主的馈线处理利用网络通信实现配电网系统全线速动保护，能够对配电网自动化系统进行分布式管理。与基于重合器馈线失效处理方式相比，以系统保护为基础的馈线处理方式能自动启动，同时能精确判断功率方向，实现总线与相近馈线终端之间的通信，并通过故障发生区段的对比实现跳闸和线路隔离。以系统保护为主的馈线处理方式具有响应快、可靠性高等优势，在确保供电质量的前提下缩小停电范围。其不足之处在于对邻近终端馈线单元依附性强，硬件需求层次较多。

4 配网自动化系统的故障处理措施

在配电自动化故障处理技术的应用下，通过采集、分析并判断当前运行状态下的用户负荷数据和历史停电情况，对不同区域内出现的典型事件进行分类统计，根据各类型事件的特征信息确定相应的处理措施。当存在多个待恢复的用电客户时，可以快速准确地查找相应用户，尽可能缩小故障断电范围，加快故障抢修速度，缩短断电时间，保证配电网络能够安全稳定工作，同时降低企业的生产成本和运营成本。

4.1 对不同网架结构进行改进

对于开环配网和单电源配网，故障点可以从线路断路器、联络开关、分段开端等位置判断，将其作为节点重新排列编号，从而构成故障信息矩阵与网络描述，将2者相结合判断故障。当发生多电源配网故障时，需要判断电流方向，转化为单电源配网故障后进行分析。假设为单一电源，在矩阵算法的基础上加以改进，然后求取故障值，以完成闭环运行方式下的故障定位，从而有效完成故障维修。

4.2 提高配网的使用性能

自动化测试中的一项重要任务是在配网自动化条件下确保程序回归测试的便利，确保频繁修改程序时效果更佳。与预期检验结构的可预测性不一样，回归测试的程序均是既定的，自动化回归测验能够有效提高回归检验效率，减少测验时间，达到用较少的时间完成测验的目的。

4.3 合理规划配网自动化系统

为降低因区域内故障而引起系统故障的几率，可通过区域划分供电方式使故障发生后只对该地区供电造成影响，不会影响系统整体的供电。根据供电能力、供电区域、供电状态等进行分区，为每个区域提供单独的电源，每个区域之间互不影响，可以避免连带故障。如果使用区域划分供电方式，应加装断路器设备，也可选用负荷式开关代替断路器设备，以降低成本投入。配网自动化系统中的线路模式多种多样，其中普遍采用的就是环形线路网。环形线路网的适用范围较广，可以解决供电不足的问题，有效降低故障出现几率，进而提高供电效率。

4.4 借助故障指示器处理配网故障

在缺乏配网自动化技术支持的情况下，确认配网故障点只能依靠人工巡视线路来完成，根据巡线人员的工作经验在线路首端、末端或其他容易寻找的地方查找故障。传统人工巡线的效率较低，耗费了大量人力资源，同时不易发现隐蔽故障点，只能通过频繁拉线试送来辅助故障确认，导致经常发生短时间停电。而在配网自动化技术的应用下，利用故障指示器可以迅速发现故障并报警。故障指示器是一种能够远程传输故障状态信息的配电自动化装置，其具有遥测和遥信的功能，能够以无线形式向附近的通信装置发送故障信息，由调度中心结合调度后台的故障信息和故障指示器的位置信息研判故障发生的地点，引导维修人员快速到达指定地点排除故障，恢复正常供电。故障指示器改变了以往巡线、分段、合闸等方式查找故障的落后状况，极大程度地提高了配网故障处理的效率和供电可靠性。

5 结 论

配网自动化故障处理既能实现电网系统的整体监测，又能及时查明并隔离故障，减少故障排除时间，降低巡线人员的工作强度。通过合理应用基于配网自动化的故障处理技术，能够提高供电可靠性，有效避免电网故障对人们日常用电造成的负面影响。