基于配网自动化的故障处理技术的应用研究

王 军

（国网晋中供电公司，山西 晋中 030600）

0 引 言

随着我国经济实力的日益壮大和科学技术的不断创新，各行各业都迎来了新的机遇与挑战。电力行业作为国家重点支持行业之一，在当前社会中占据着重要地位，因此必须重视电力智能化建设。随着经济的不断发展，电网规模不断扩大，然而仅仅依靠人工监管已经无法跟上电网的发展步伐，需要进行大规模的电网铺设。为了满足这一需求，应利用现代化技术实现对电力资源的有效整合与合理分配。配电系统是电力系统的一个重要环节，也是供电服务过程的关键节点。对于分销网络和所收集到的信息进行深入分析和精细加工处理，以达到最佳效果。为确保电网的高效稳定运行，必须将计算机技术、微电子技术、通信技术以及控制技术等多种先进技术有机融合，实现系统化、科学化的管理。

1 配电网的自动化

在整个电力系统中，配电网扮演着至关重要的角色，通过输电线路将电力输送至各个能源用户，为整个电网系统提供稳定可靠的能源支持。在10 kV 中压系统中，配电网自动化技术通常被安装在主变低压侧和电网系统低压母线侧，以便将电能输送至用户。通过实现配网自动化，能够实现对全线设备的全面监控，同时结合当地的气候环境和地理情况进行系统化的控制和管理。

2 对配电网进行自动化故障处理模式的分析

当前我国的馈线自动化（Feeder Automation，FA）模式繁多，但随着终端智能化的发展趋势，可归纳为2 种不同的模式：一种是本地FA 模式，其运行不依赖于主站系统和分站系统；另一种是集中式FA 模式，需要主站、分站系统和相关支撑设备的协同作用，以形成一个自动化终端。为适应当前形势，国内能源企业积极推进配网自动化的发展。通过引入分布式电源，可以有效解决传统配网供电可靠性低、电压合格率低等问题，进而降低线损，改善用户电能质量，以提高生产效率和质量。然而，电网自动化在10 kV 及以下电网中仍未得到实现。因此，实现配电网馈线自动化的关键在于实现10 kV 及以下电网的智能化建设。

2.1 馈线自动化故障处理模式

配电网的馈线自动化系统通常涵盖了局部馈线自动化、故障定位系统和馈线集中自动化等多个方面，以实现更为高效的电力传输和维护。对于就地方式的运行，无须依赖于主站系统和分站系统的支持。在当前的配电网自动化改造中，自动控制操作可在现场现有通信系统的运行条件下实现，从而有效降低改造成本。

2.1.1 系统故障的定位

故障定位系统会对故障电流路径进行深入分析，然后根据一次设备上安装的故障寻址器精确定位故障的具体位置。当线路发生故障时，电流会流向源侧的故障寻址器，从而提示故障的发生，而负荷侧的故障寻址器则不会响应，有助于快速定位故障点和运行情况。

2.1.2 集中式馈线自动化

通过故障定位系统，集中式馈线自动化实现了断线故障信息的采集，并通过通信网络传输至配电主站系统，对故障情况进行分析评估，下达了解决方案和操作指令。在应用集中式网点自动化技术时，配电网自动化系统的硬件设备将被充分利用，从而实现故障查找功能的高效发挥，进而提高故障定位评估的准确性。此外，结合人工评估和计算机自动化技术，恢复故障区域的电力，能够有效避免断路器的重复重合闸，同时降低电源故障对一次设备的影响。

2.1.3 就地型馈线自动化

馈线自动化采用基于分段器和重合器的开关方式，并结合开关自身的功能，实现了就地型自动控制。

2.2 就地型馈线自动化故障排除

通过利用线路自动化设备，结合配电网和终端层实现现场出线的自动化，包括数据交换、故障点查找、故障定位隔离以及部分区域供电的恢复。智能配电和重合闸方式是2种主要的电力传输方式，各具特点和优势。针对不同地区的具体情况，应当综合考虑各种调节方式的优缺点，以便在实际应用中做出最佳的选择。

2.2.1 处理电压和时间方面的故障

该方法的操作原理在于利用无压时分闸的开关机制，恢复供电后延时合闸的动作特性，并与出站开关的二次合闸相协调，以处理故障。当上级重合器发生故障导致其跳闸时，该负荷侧的分段器也会随之跳闸，接着沿着电路方向逐一合闸，直至合位在配网故障点时，重合器再次跳闸，以隔离该故障点。一旦重合器进行了二次重合，能够恢复非故障区域的电力供应。

2.2.2 重合闸配合型故障处理方案

采用具备短路电流分断特性的重合器替代传统的分断开关。在出现故障电流的情况下，可以通过指定的电流时间轴（即I-T 曲线）对故障点进行隔离，以确保系统的稳定性和可靠性。若配电网发生故障，且其电流超过重合器的整定值，则重合器将按照预设的顺序进行多次分合闸操作。在关闭重合闸的情况下，执行上述操作并恢复原始价值。在未关闭重合器的情况下，该装置会自动进入锁定状态，只有通过手动复位才能使其关闭。

3 配网自动化的故障处理技术的应用

配电网自动化是一种基于各种设备的自动化技术和数据传输技术，通过实时监控电网系统中的设备和线路状态信息，快速准确定位故障信息和故障点的过程[1]。

通过应用馈线自动化系统，可以实现对区域配电网的实时监测和控制。在配电网出现区域性故障的情况下，配电馈线自动化系统能够快速而精准地定位和隔离故障区域，从而快速恢复无故障区域的供电，有效提升配电网的安全性，同时避免人为因素的干扰。

3.1 配电网自动化对电网故障解决的应用

通过实现配电网的自动化构建，可以显著提升配电网的可靠性水平，从而有效保障电力系统的稳定运行。在配电网的运行指标中，衡量配电系统故障处理效率即电压合格率至关重要。因此，为了保证配电网的正常运转，必须重视10 kV 配电网的电压质量控制。通过自动化建设和运行配电网，有效降低10 kV电力线路的故障率，同时确保配电网的安全运行。

3.2 配电网自动化管理模式

尽管一些单位在试点过程中已经取得了一定成绩，如上海电力公司已建成覆盖全市范围的配电管理系统（Distribution Management System，DMS），实现了全电网的统一调度运行，但其运行效果不尽如人意，主要原因在于对配电网自动化模式的理解尚不够深刻，缺乏战略管理理念。在实际应用中，实现配电网自动化建设的关键在于对运维管理的精细化管理[2]。

3.2.1 建立完整的配电台区停电信息分析系统

首先，利用可视化工具来展现故障录波器所采集的数据，可以直观地了解配电台区出现的各种异常现象，包括变压器、断路器等电力设备是否出现异常状况以及产生原因等。

其次，根据行程开关背面的隐患记录和断线问题记录，提供了一份故障排除优先级表，并将其传输至运维部门。

最后，核对过载信号的类型，确认过载明细，再利用地理信息系统（Geographic Information System，GIS）中的雷击位置信息提取需要排除的线段和设备。

3.2.2 加强对配网自动化设备的精细化管理

首先，配网自动化设备对周遭环境的要求极为苛刻，特别是在防潮方面的要求更是苛刻。长期处于高湿度环境中的配网自动化设备容易遭受死机和故障的困扰。为提高配网自动化设备的使用寿命，降低故障率，必须做好日常维护工作。通过定期巡检和人工巡视相结合的方法发现问题，以确保设备的稳定性和可靠性[3]。

其次，按时启动遥控器，以确保其正常运行。开发一款交通控制软件，利用线路拓扑智能生成可切换的交通票，并实现调度员在低功耗时段的实时监控，从而实现自动化操作。

最后，在当前电力配送网络的自动化建设和改造过程中，所收集的主要信息是设备的运行参数，包括功率、电流、电压等。然而，目前大部分企业都没有安装相应的在线监测装置，且这些在线监测装置很容易受外界因素影响造成误报或漏报现象，严重时会导致事故发生甚至引发电网大面积停电。因此，可以配置相关的自动化设备，如变压器油温计、电缆头温度计、水位传感器以及开关站传感器等，以实现对设备异常运行状况的及时、有效感知，从而降低故障发生的概率[4]。

3.2.3 配电网中各类设备命名与维护方法

随着我国配电网自动化系统的广泛应用，其实用性不断提升，同时不同系统之间的数据信息交互变得越来越频繁，因此需要制定一套统一的命名和数据库管理系统（Database Management System，DMS）。对设备命名流程进行优化和完善，同时实施闭环设备命名管理，有助于实现信息的统一管理和系统的开放性提升。在经过工作人员上报拟命名方案并经过设施和调度负责人的仔细核对无误之后，才能正式发布设施命名文件。一旦设备投入使用，现场工作人员就会对其标签进行拍照并上传，随后系统会对上传信息进行严格的校验，以实现对设备命名的闭环管控[5]。

3.3 智能电网下配电网通信系统与故障指示器应用

当传统的配电网线路出现故障时，传统的排查方式是通过对线路进行全面巡检，以确保电力系统的正常运行。检查线路后进行处理，不仅需要大量人力劳动且效率低下，还容易发生误操作事故。为了实现配电网的自动化故障点监控，可以在相关配电系统上安装故障指示器。故障指示器是一种将信息采集、信号处理、数据传输等功能集成到一起的装置。它一般由2 个部分构成：一部分为信号采集器，另一部分为控制器。故障指示器的作用在于利用设备本身的电力探测故障线路中电流的变化，并利用自身的照明效果进行检测。一旦信息传输至主站，维护人员可以凭借传输数据中的信息精准地定位故障位置，并根据检测电流的变化推断故障类型。协助人员在一定程度上缩短了定位故障部位和判断故障类型所需的时间损失，从而提高了维修人员的工作效率，能够快速修复故障部位，使线路快速恢复正常[6]。

4 结 论

配电网是我国重要的基础网络之一，作为国家基础设施建设的一部分，承担着为广大人民群众提供可靠电能的重任。配电网的安全直接影响人们的生活质量，因此必须确保其安全可靠。随着电网系统的不断扩容，电网系统的稳定运行对于居民的日常生活和企业的正常生产具有至关重要的意义，是现代社会中不可或缺的重要组成部分。通过采用配网自动化技术，可以显著提升人员排除故障的效率，同时有效减少不必要的时间浪费。在日常的运行过程中，控制系统能够实时监测整个电网线路的运行状况，以确保其高效稳定运行。此外，随着自动化和智能化技术的不断进步，电源线的稳定性和可靠性将得到进一步提升，从而为消费者带来更加优质的用电体验。