配網(wǎng)自動(dòng)化中故障處理模式的分析比較

古曉威

（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，廣東 東莞 523008）

摘要：配電自動(dòng)化已在我國(guó)投入使用，目前我國(guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化中的故障處理模式主要有三種，分別是基于基于重合器的故障處理模式、基于主站監(jiān)控的故障處理模式和基于系統(tǒng)保護(hù)的故障處理模式。三種模式各有千秋，但也仍然存在很多不足并且亟需改進(jìn)的地方，完善配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是當(dāng)今社會(huì)的要求。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；故障處理模式；主站監(jiān)控；配電系統(tǒng)；重合器

中圖分類(lèi)號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）09-0127-02

一、概述

隨著社會(huì)的發(fā)展，用電量也在大幅度地增加。大到工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電，小到家庭生活用電，除此以外，還有路燈等公共基礎(chǔ)設(shè)施用電。這些導(dǎo)致了用電量的大量增加是毋庸置疑的。

電力在日常生活中被廣泛運(yùn)用，但卻時(shí)常發(fā)生供電不足的狀況。為了提高配電網(wǎng)供電的可靠性和供電質(zhì)量，滿足社會(huì)對(duì)電力的需求量，國(guó)家進(jìn)行了配電網(wǎng)改造并實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化。

配電網(wǎng)自動(dòng)化這一概念在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)被提出了?？墒牵駷橹?，配電自動(dòng)化及其相關(guān)的一系列技術(shù)，尚未有一個(gè)統(tǒng)一的定義。我們也只能定量定性地描述配電網(wǎng)自動(dòng)化。配電系統(tǒng)的自動(dòng)化就是把現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到配電中來(lái)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和電力設(shè)備的良好結(jié)合，把配電網(wǎng)在正常和事故情況下的監(jiān)測(cè)、控制以及保護(hù)和供電部門(mén)的工作管理有機(jī)地融合在一起，從而改進(jìn)供電質(zhì)量，從而讓供電部門(mén)和用戶的關(guān)系更加密切，供電部門(mén)更加的負(fù)責(zé)。根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，配電自動(dòng)化分為變電站自動(dòng)化、配電管理系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化和用戶自動(dòng)化四個(gè)層次的內(nèi)容。而饋線自動(dòng)化是保障供電可靠性和供電質(zhì)量的最直接、最有效的技術(shù)手段，是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化最主要的任務(wù)之一，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化一般來(lái)說(shuō)主要指的就是10千伏配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化。

實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化有著十分重要的意義。首先，它可以為供電的可靠性和供電質(zhì)量提供保障。當(dāng)配電網(wǎng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，可因?qū)ε渚W(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化；而基于供電可靠性的基礎(chǔ)上，保證了用戶用電的時(shí)效性。其次，有利于確保電能的高質(zhì)量，能夠滿足高科技設(shè)備和高端家用電器的用電需求。再次，能夠降低線路損耗，保證配電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

另一方面，為了順應(yīng)科技興電的歷史發(fā)展趨勢(shì)，達(dá)到減人增效的目標(biāo)，加快對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)成為必經(jīng)之路。

由于我國(guó)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡性，并且還存在一些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，因而不能完全照搬發(fā)達(dá)國(guó)家的配電網(wǎng)自動(dòng)化模式。實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，必須考慮諸多因素的影響，如本地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)際情況等，使之在經(jīng)濟(jì)能力能夠承受的范圍內(nèi)運(yùn)作。

配網(wǎng)自動(dòng)化的功能主要有：（1）將線路的故障進(jìn)行定位，迅速排除故障，線路供電即使恢復(fù)，從而保證供電可靠性；（2）通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)每條線路上的負(fù)荷運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，消除事故隱患，使配電網(wǎng)安全運(yùn)行；（3）監(jiān)測(cè)每條線路的電壓情況，自動(dòng)調(diào)整電壓，從而保證電壓質(zhì)量；（4）通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能發(fā)現(xiàn)用戶計(jì)量的故障，防止盜竊國(guó)家電力資源，避免國(guó)家財(cái)產(chǎn)的重大損失；（5）保證線路能在最佳的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行；（6）實(shí)現(xiàn)用戶需求的管理自動(dòng)化。

二、故障處理模式

目前配網(wǎng)自動(dòng)化在我國(guó)的應(yīng)用過(guò)程中還有許多缺陷是需要我們?nèi)ジ纳频?。我?guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化，其特點(diǎn)是體系結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，具有不接地的中性點(diǎn)，而在進(jìn)行單相接地的時(shí)候，能夠在一定時(shí)間內(nèi)供電，同時(shí)我國(guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化傳輸功率比較小，其供電結(jié)構(gòu)有兩種，分別是環(huán)網(wǎng)和輻射網(wǎng)。而且還有基于三種狀態(tài)下的故障處理模式：基于重合器、基于主站監(jiān)控以及基于系統(tǒng)保護(hù)。針對(duì)這三種不同的故障處理模式，下面分別進(jìn)行介紹。

（一）基于重合器的故障處理模式

每段事故由自動(dòng)重合分段器根據(jù)關(guān)合故障時(shí)間來(lái)判斷故障。斷路器順序合閘，當(dāng)再次合上故障點(diǎn)時(shí)，站內(nèi)斷路器就會(huì)再次跳開(kāi)，同時(shí)故障點(diǎn)兩側(cè)線路斷路器將故障段鎖定斷開(kāi)，從而確保再次送電成功。配電系統(tǒng)發(fā)生故障后，對(duì)線路故障的判斷、隔離與恢復(fù)非故障線路的供電通過(guò)安裝在饋線上的重合器與分段器的動(dòng)作配合來(lái)完成，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)故障的處理過(guò)程不需要任何通訊和主站系統(tǒng)的參與。

因?yàn)楣收吓袛嘣聿煌撃Ｊ椒譃橐韵聝煞N：

1．饋線重合器與電壓一時(shí)間型分段器配合。對(duì)每臺(tái)開(kāi)關(guān)的延時(shí)合閘時(shí)間和電流檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)置。這是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)在檢測(cè)到系統(tǒng)電壓信號(hào)后需要延時(shí)一定的時(shí)間才能夠?qū)崿F(xiàn)合閘。合閘以后，開(kāi)關(guān)在一段時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到電流，如果沒(méi)有檢測(cè)到故障的電流信號(hào)，表明故障不在其轄區(qū)之內(nèi)；相反則說(shuō)明故障在其轄區(qū)，這時(shí)候開(kāi)關(guān)設(shè)置故障標(biāo)志，隔離故障。

2．饋線重合器與過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器之間的配合。提前設(shè)定好每臺(tái)開(kāi)關(guān)的重合次數(shù)，開(kāi)關(guān)實(shí)際重合次數(shù)已達(dá)到預(yù)設(shè)定值而且開(kāi)關(guān)處于分閘的狀態(tài)時(shí)，故障即被隔離。

以上兩種方式都屬于把重合器和分段器相配合的方式。這種系統(tǒng)其顯著特征是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所需建設(shè)費(fèi)較低、設(shè)備自具，不會(huì)有到處尋找電源的難題出現(xiàn)。但是，它的缺點(diǎn)也很明顯：在發(fā)生單相接地的情況時(shí)，無(wú)法替單相接提供相關(guān)輔助信息。

（二）基于主站監(jiān)控的故障處理模式

在這種模式中，需要在各開(kāi)關(guān)上裝設(shè)饋線終端單元。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，各監(jiān)控記錄下故障前及故障時(shí)的重要信息。這種基于主站監(jiān)控的饋線故障處理方式是以集中控制為核心，能夠快速地切除故障，并且快速地恢復(fù)供電，從而有效地提高了供電的可靠性和安

全性。

（三）基于系統(tǒng)保護(hù)的故障處理模式

基于系統(tǒng)保護(hù)的故障處理模式具有極大的優(yōu)勢(shì)。比如，它可以快速地處理故障，從而提高供電的可靠性；可以直接將故障隔離在故障區(qū)域，并不影響非故障區(qū)域。

為了進(jìn)一步提高配電自動(dòng)化系統(tǒng)的總體性能指標(biāo)，縮短系統(tǒng)的停電時(shí)間，相對(duì)減輕配電主站的任務(wù)，所以配電自動(dòng)化系統(tǒng)采取分級(jí)實(shí)現(xiàn)的方法。為此，還再建了一個(gè)子站系統(tǒng)。

三、結(jié)語(yǔ)

上述三種故障處理模式，雖然各有優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在很多需要改造的地方。然而，在分析比較了這三種故障處理模式，可以看出，基于系統(tǒng)保護(hù)的故障處理模式是相對(duì)完善合理的一種故障處理模式。它將保護(hù)功能完全下放，這有利于提高配電網(wǎng)處理故障的速度，配電自動(dòng)化應(yīng)該向著更加系統(tǒng)化、統(tǒng)一化、智能化的綜合自動(dòng)化的方向發(fā)展。這樣配網(wǎng)自動(dòng)化才能逐漸走向健全。而信息技術(shù)的發(fā)展，一定能夠再為配電自動(dòng)化注入新鮮的血液。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)電力的需求量也越來(lái)越大。而對(duì)電能質(zhì)量和供電的可靠性以及安全性也提出了更高的要求。利用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)力量對(duì)配電自動(dòng)化的故障處理模式再加以探索和改造正是當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)前我國(guó)的配網(wǎng)，分為城市配網(wǎng)和農(nóng)村配網(wǎng)，這兩種配網(wǎng)是迥然不同的，明顯地，城市配網(wǎng)的輸電量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出農(nóng)村的輸電量，其負(fù)荷量要重得多。配網(wǎng)自動(dòng)化無(wú)論在何地都還需大力發(fā)展和改進(jìn)。

就配網(wǎng)自動(dòng)化的故障處理模式而言，基于重合器的故障處理模式、基于主站監(jiān)控的故障處理模式、基于系統(tǒng)保護(hù)的故障處理模式，并非完美無(wú)缺，存在很多在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上仍無(wú)法解決的問(wèn)題。在現(xiàn)有配網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用與實(shí)踐中，我們會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，糾正和改進(jìn)，每一次的糾正都是一次小小的進(jìn)步，經(jīng)過(guò)時(shí)間以及實(shí)踐的考驗(yàn)，相信在將來(lái)，配網(wǎng)自動(dòng)化會(huì)有更多更完善的的故障處理模式出現(xiàn)，所以配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展前景相當(dāng)廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1] 章琦．基于面保護(hù)原理的配電網(wǎng)故障處理[J]．浙江電力，2002，24（2）．

[2] 王良．配網(wǎng)自動(dòng)化的典型解決方案[J]．信息技術(shù)與信息化，2004，（5）．

[3] 焦邵華，劉萬(wàn)順．配電網(wǎng)饋線系統(tǒng)保護(hù)原理及分析[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2002，（12）．

[4] 柳勇．推動(dòng)現(xiàn)階段配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)規(guī)劃[J]．廣東科技，2009，（2）．

[5] 余棟斌．配網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)劃及實(shí)施[J]．廣東科技，2009，（10）．

（責(zé)任編輯：劉晶）