配網(wǎng)自動化過程中故障檢測定位措施

張鵬　李銘　羅磊　畢成瓊

摘 要：供電系統(tǒng)中的配網(wǎng)自動化較為重要，因此對其進行故障檢測定位并及時進行恢復(fù)能夠保證供電系統(tǒng)的正常運行。文章首先探討了配網(wǎng)自動化的概念及故障檢測定位的必要性，并在此基礎(chǔ)上介紹了故障檢測定位技術(shù)，分別對故障指示器定位技術(shù)及饋線終端故障檢測定位技術(shù)進行深入研究，以便了解故障檢測定位措施的具體應(yīng)用細(xì)節(jié)及主要注意事項。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化；故障檢測定位；以太網(wǎng)；故障信息處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.112

配網(wǎng)自動化的安全性及穩(wěn)定性能夠保證生產(chǎn)及生活中的正常用電，而且配電系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況直接關(guān)系到用戶的用電使用情況，所以必須保證配網(wǎng)自動化的高效運行，以實現(xiàn)電力資源的合理配置，這就要有針對性地對故障進行檢測定位，以便及時隔離故障區(qū)域，恢復(fù)非故障區(qū)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1 配網(wǎng)自動化概念

在電力系統(tǒng)中，配網(wǎng)是不可或缺的重要組成部分之一，而配網(wǎng)自動化具體是指以一次網(wǎng)架及相關(guān)設(shè)備為基礎(chǔ)，以配電自動化系統(tǒng)為核心，借助多種通信方式，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)控，并通過與其他系統(tǒng)的信息集成，對配電系統(tǒng)進行科學(xué)化、規(guī)范化的管理。上述目標(biāo)的實現(xiàn)憑借的是配電自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備的功能包括饋線自動化、配電SCADA、通信監(jiān)視、故障處理、系統(tǒng)互聯(lián)、電網(wǎng)分析等。該系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：配電主站、終端、子站、通信通道等。其中，主站是核心部分，終端一般安裝在配網(wǎng)現(xiàn)場，子站可實現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的信息匯集、故障處理以及通信監(jiān)視等功能。

2 配網(wǎng)自動化故障檢測定位的必要性

一般情況下我們常見的配網(wǎng)故障主要分為兩大類。一種叫做瞬時故障，根據(jù)其屬性也可叫做暫態(tài)故障，相對于這種故障而言，另一種叫做永久性故障。實際運作過程中如遇故障問題，應(yīng)先對配網(wǎng)故障的類型進行劃分，在這基礎(chǔ)上才能對相應(yīng)的故障進行處理。在遇到瞬時故障時，可先考慮開關(guān)重啟，將變電站出口位置的斷路器進行重新合閘，從而消除故障。而在處理永久性故障時，就不能單獨依靠設(shè)備的重新啟動來處理了，在重合閘無效的情況下，就需根據(jù)具體情況進行維修。

其中配電線路的故障中，瞬時故障的幾率較小，大部分都是永久性的故障。如果某個故障區(qū)段出現(xiàn)問題，首先要做的就是故障位置的定位，在確定區(qū)段后及時進斷開該區(qū)段的開關(guān)，進而避免故障擴大化，然后恢復(fù)其他區(qū)段的供電，防止影響用戶的正常用電。而當(dāng)配網(wǎng)出現(xiàn)了故障，監(jiān)控終端會自動將故障信息傳輸給主站系統(tǒng)，主機在處理故障區(qū)段傳遞的信息后，根據(jù)編程的定位算法能夠自動定位出故障所在位置，與此同時對饋線監(jiān)控終端下達操作指令，從而將故障區(qū)段進行隔離，并盡快復(fù)原其他供電區(qū)段。

由此可見，配網(wǎng)自動化過程中故障的檢查定位對其運用來說意義重大，能夠第一時間確定故障發(fā)生的區(qū)段，并及時排除非故障區(qū)段，從而保證供電系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。因此在配電系統(tǒng)自動化中需采用專業(yè)的檢測定位技術(shù)，以便維護配網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。

3 配網(wǎng)自動化故障檢測定位技術(shù)

3.1 關(guān)于故障指示器的定位技術(shù)

根據(jù)配網(wǎng)鏈接方式的不同，造成故障的區(qū)段及危害性也不相同，如果采用的是中性點不直接接地的連接方法比較容易造成短路現(xiàn)象。發(fā)生相間短路就會使電源供電回路的阻抗變小，致使短路回路中的電流大大增加。發(fā)生兩相短路也會使電路中的電流增大，這主要是由短路點與電源之間的距離決定的。因此檢測定位技術(shù)能夠運用指示器根據(jù)電流方向及距離判斷出具體故障的位置，具有一定的準(zhǔn)確性。

3.1.1 故障指示器運用原理

一般的故障指示器是由傳感器及顯示器等設(shè)備組合而成，具體的工作原理為：發(fā)生故障時，由傳感器將采集的電流信號傳遞給顯示器，并在主系統(tǒng)中進行處理分析，從而判定故障的性質(zhì)及區(qū)段，同時會將故障的狀態(tài)進行提示。而當(dāng)傳感器發(fā)生故障時，電流信息從故障位置處形成回路，在流過主系統(tǒng)時就會通過指示器產(chǎn)生報警。如果其他支路發(fā)生故障時沒有電流信息通過，便不會發(fā)現(xiàn)其故障根源，這就需要根據(jù)邏輯判斷進行故障檢測定位，從而找到準(zhǔn)確的故障區(qū)段。

3.1.2 主干線與分支線的故障檢測定位

當(dāng)主干線發(fā)生故障時，就會出現(xiàn)短路現(xiàn)象，這時系統(tǒng)側(cè)與故障處形成故障回路，而且會有故障電流信息經(jīng)過，故障指示器在收到指令后便提示故障區(qū)間及故障類型。分支線路的發(fā)故障時檢測定位于主干線的情況類似。

3.2 關(guān)于饋線終端故障檢測定位的方法

饋線終端裝置簡稱FTU，其具備遙信、遙控和故障檢測等功能，可與配電自動化主站進行通信，該裝置的特點是體積小、抗高溫、耐嚴(yán)寒、可直接進行采樣?；陴伨€終端的故障定位方法主要是指由FTU對線路中的開關(guān)運行情況進行實時檢測，并采集線路中的各種信息，如電流、電壓、功率、開關(guān)分合閘狀態(tài)等，然后將采集到的信息傳給配電自動化主站。主系統(tǒng)在接受故障信息后，會根據(jù)相應(yīng)故障處理公式及保護動作信號進行故障判斷，從而發(fā)出指令開啟故障處理的程序，以恢復(fù)非故障區(qū)段的正常供電，在運用該檢測定位方法時需要注意以下事項。

3.2.1 快速定位與隔離

國內(nèi)大部分配網(wǎng)自動化運行中故障的定位到隔離恢復(fù)供電使用的時間大約為1分鐘，在實際生產(chǎn)及生活中，1分鐘也會影響工作效率，因此這個恢復(fù)時間需要不斷完善，以便在不設(shè)置不間斷電源時可以保證整個系統(tǒng)的正產(chǎn)運轉(zhuǎn)。這里的故障恢復(fù)時間是由配電自動化傳遞的故障信息所用時間來決定的，現(xiàn)階段運用的以太網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)⒂秒娀謴?fù)時間縮短至10秒內(nèi)。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)通信

網(wǎng)絡(luò)通信逐漸應(yīng)用到各個電力部門中，因此需要對供電部門的變電站及開關(guān)安裝處鋪設(shè)光纖，如果所涉及到的饋線終端能夠達到10M/100M的以太網(wǎng)，而且能夠?qū)P/IP協(xié)議在主站與子站之間進行通信，那么以太網(wǎng)的光纖就能達到一個理想狀態(tài)。

3.2.3 在線監(jiān)視

由于配網(wǎng)設(shè)備的限制，其開關(guān)都安裝在了室外，因此其故障的檢測定位及檢修都存在著一定阻力，進而使得開關(guān)的維護情況受到影響。這時可以采用一些饋線終端預(yù)測系統(tǒng)來監(jiān)測開關(guān)的使用壽命，方便對其進行實時監(jiān)視，以便通過信息的傳遞了解開關(guān)的運行狀態(tài)。

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