智能配電網(wǎng)的故障處理技術(shù)研究

張仕航

摘要：智能配網(wǎng)故障的定位與處理成為智能配網(wǎng)研究的主要目標(biāo)，也是配網(wǎng)運(yùn)維的一大挑戰(zhàn)，要積極采用新技術(shù)，引進(jìn)全新的故障處理技術(shù)。只有掌握科學(xué)先進(jìn)的故障處理技術(shù)才能達(dá)到對(duì)故障的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、評(píng)估，從而更加高效地解除故障。文章分析了多種智能配網(wǎng)故障處理技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)；電網(wǎng)故障；故障處理技術(shù)；配網(wǎng)運(yùn)維；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM711 文章編號(hào)：1009-2374（2017）04-0146-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.074

智能配網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中具有智能化、先進(jìn)化、自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)，能夠提高配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，提升供電服務(wù)水平。然而，智能配網(wǎng)故障處理技術(shù)需要不斷發(fā)展與更新，只有掌握科學(xué)先進(jìn)的故障處理技術(shù)才能達(dá)到對(duì)故障的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、評(píng)估，從而更加高效地解除故障。

1 智能配網(wǎng)故障處理的研究條件

智能配網(wǎng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行與運(yùn)轉(zhuǎn)，由于受到多種內(nèi)外因素的干擾與威脅，故障問(wèn)題在所難免，然而配網(wǎng)系統(tǒng)故障的處理應(yīng)該把握好一些關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)和時(shí)期：第一，故障瞬間出現(xiàn)時(shí)。必須抓住關(guān)鍵時(shí)刻，及時(shí)切斷故障，需要迅速反應(yīng)，有選擇性地采取措施。只有當(dāng)斷路器跳閘時(shí)，會(huì)發(fā)生大范圍停電事故；第二，配網(wǎng)線路中發(fā)生故障與未發(fā)生故障部分的分隔，保護(hù)非故障線路正常運(yùn)行；第三，定位故障點(diǎn)。智能配網(wǎng)故障發(fā)生后，最關(guān)鍵的是要精準(zhǔn)地鎖定故障的位置，并采取措施來(lái)排除故障，其中故障定位最為費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且精準(zhǔn)度也有待提升。故障定位后則要分析故障成因，并采用科學(xué)的故障處理技術(shù)來(lái)分析并解除故障。

智能配網(wǎng)保護(hù)，在選擇性與快速性之間形成了矛盾，有必要通過(guò)更新保護(hù)系統(tǒng)與技術(shù)來(lái)解決這一矛盾，保護(hù)配網(wǎng)系統(tǒng)安全。

2 智能配電網(wǎng)故障處理技術(shù)分析

2.1 分布式智能技術(shù)

當(dāng)前形勢(shì)下，配網(wǎng)系統(tǒng)主要采用集中控制模式達(dá)到對(duì)故障的隔離、轉(zhuǎn)供，這種控制模式通常過(guò)于依賴通訊通道、主站，不能充分、牢固地控制。同時(shí)，舊式的分段器與重合器方案，無(wú)法依賴于信道來(lái)傳輸信息，實(shí)際的操作運(yùn)行效率相對(duì)低下。對(duì)此，采用分布式智能技術(shù)則能克服傳統(tǒng)故障處理技術(shù)的弊端，能夠有效提升故障隔離的自動(dòng)化水平，確保負(fù)荷高度自動(dòng)化轉(zhuǎn)供，實(shí)際運(yùn)用中具有一定的安全性、穩(wěn)定性，而且即便不借助通訊信道、主站等，也能最大程度實(shí)現(xiàn)信息傳輸，信息傳輸效率更高。同時(shí)，分布式智能技術(shù)也方便多電源電力系統(tǒng)的運(yùn)行，特別是當(dāng)通訊信道發(fā)生故障的情況下，也能對(duì)一些特殊的故障，例如：短路故障等加以隔離，并依托于電源進(jìn)行轉(zhuǎn)供電，讓故障段更快地回歸正常供電。同時(shí)，也能依賴于遠(yuǎn)程自動(dòng)化技術(shù)，讓故障更加高效、快捷、精準(zhǔn)地得到分析、解決與處理，能夠達(dá)到各類用戶的服務(wù)需求。當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)中某一區(qū)間出現(xiàn)故障，智能開(kāi)關(guān)能夠憑借通訊系統(tǒng)來(lái)深入判斷、辨識(shí)故障，從而高效地切斷并隔離故障，其他非故障區(qū)依然能正常運(yùn)行，控制故障影響范圍。此技術(shù)通常適合平面桁架網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的故障診斷。

2.2 故障點(diǎn)自動(dòng)定位技術(shù)

故障點(diǎn)自動(dòng)定位技術(shù)具有一定的適用范圍，能夠用于多種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)類型，例如平面桁架系網(wǎng)架、四角椎體系網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及三角椎體系網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

2.2.1 短路故障指示。配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，要想能高效地解除故障，首當(dāng)其沖是要進(jìn)行故障點(diǎn)定位，因?yàn)橹挥袦?zhǔn)確地鎖定故障點(diǎn)的位置，才能有針對(duì)性地采取措施來(lái)解除故障，故障點(diǎn)自動(dòng)定位技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)故障的自動(dòng)化定位。

故障指示器被配設(shè)于配網(wǎng)系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)發(fā)出故障提示信號(hào)，指出故障電流路徑等，屬于一項(xiàng)智能化的電氣設(shè)備。為了節(jié)省施工成本，一般成批、成群地配設(shè)故障指示器，從而達(dá)到配網(wǎng)自動(dòng)化的目標(biāo)，這其中無(wú)需借助其他設(shè)備，例如開(kāi)關(guān)、斷路器、智能控制器等，就能夠達(dá)到故障高效定位的目標(biāo)，而且更多的指示器能夠確保故障被更為精準(zhǔn)、高效地定位，有效提高故障檢修工作效率。

觀察上圖能夠看到，如果配網(wǎng)系統(tǒng)中線路承受較大電流，已經(jīng)超出了某一定值標(biāo)準(zhǔn)，指示器內(nèi)將發(fā)出指示信號(hào)，如果電流值超大，具有一定的沖擊性則必將使得指示器發(fā)出巨大響應(yīng)，也就是說(shuō)主要參照負(fù)荷大小來(lái)對(duì)應(yīng)定位故障，故障定位更加及時(shí)、高效、精準(zhǔn)，控制誤動(dòng)率。

2.2.2 單相接地故障定位。一些配網(wǎng)系統(tǒng)，中性點(diǎn)未能直接接地，在這種情況下，無(wú)法更加準(zhǔn)確、直接地鎖定單相故障點(diǎn)具體所處位置。而且因?yàn)榕渚W(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)架構(gòu)造與接地模式之間存在一定的差別，這就使得一些舊式的故障定位法，例如：零序電流、電壓法等不能發(fā)揮作用，要盡量讓故障性信號(hào)成為監(jiān)測(cè)的目標(biāo)與根據(jù)，才能真正實(shí)現(xiàn)單相接地故障定位。

中阻智能接地技術(shù)能夠用于單相接地故障的定位與排查，此系統(tǒng)主要包含兩大部分：信號(hào)源設(shè)備、故障監(jiān)測(cè)設(shè)備。要想能夠高效地接收故障信息，就要把可控電阻連入變壓器中性點(diǎn)和大地二者中間，通過(guò)這種方式能夠在一瞬間把動(dòng)態(tài)電阻負(fù)載信號(hào)連接至系統(tǒng)，從而使得帶有故障的信號(hào)信息碼電流以疊加的方式作用于負(fù)載電流，將其作為一個(gè)故障定位的信號(hào)。

在配網(wǎng)系統(tǒng)中配設(shè)接地故障指示器，其運(yùn)行原理參考圖2所示：

將接地故障指示器配設(shè)于變電站，具體應(yīng)該適合設(shè)置于出線、線路交叉或分支處，借助此指示器來(lái)進(jìn)行故障信號(hào)監(jiān)測(cè)，并自動(dòng)化發(fā)出相關(guān)的動(dòng)作，發(fā)出相關(guān)指示，及時(shí)指出故障問(wèn)題。系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，信號(hào)源則不能立即投入，此時(shí)，指示器K將有所反應(yīng)，選線設(shè)備也能夠自動(dòng)化地呈現(xiàn)并記下故障出線信號(hào)，再憑借指示器也能科學(xué)判斷故障出線，從而故障通路中的一系列指示器，從K1到K3將翻牌，發(fā)出紅色指示信號(hào)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)

舊式的電流保護(hù)具有一定的局限性，其中保護(hù)動(dòng)作配合問(wèn)題需要重點(diǎn)考慮，對(duì)此有必要選擇網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)。這一保護(hù)是以CAN總線為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)高效率傳輸技術(shù)。如果線路的某個(gè)位置出現(xiàn)短路故障，相關(guān)的信號(hào)、信息資源等能夠在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中來(lái)同步分享，以此來(lái)達(dá)到站內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，更加高效、精準(zhǔn)地處理故障問(wèn)題。

網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)自身能夠相互協(xié)作、互動(dòng)配合從而實(shí)現(xiàn)級(jí)間配合，擴(kuò)大了保護(hù)范圍，從某一點(diǎn)的保護(hù)拓展到一條線路、一個(gè)區(qū)域的保護(hù)，各級(jí)保護(hù)間的協(xié)作一般來(lái)自于通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的支持，這樣就妥善解決了保護(hù)快速性與選擇性之間的矛盾，將二者有效協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)保護(hù)也能把系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息以及保護(hù)開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)等傳輸至網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)客戶之間的分享，達(dá)到保護(hù)間的協(xié)調(diào)配合。網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中也要跟隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而更新，要體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)的先進(jìn)性。

3 結(jié)語(yǔ)

智能化配網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)先進(jìn)的配網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)際運(yùn)行中存在多重故障，必須高效、精準(zhǔn)地定位并切斷故障，從而達(dá)到負(fù)荷的轉(zhuǎn)供，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，控制故障影響范圍。智能配網(wǎng)故障處理技術(shù)要不斷地進(jìn)行改良、發(fā)展，提高技術(shù)的先進(jìn)性，從而提高故障處理水平。不同的智能配電網(wǎng)故障處理技術(shù)適合于不同的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，能夠用來(lái)識(shí)別不同的配網(wǎng)故障，現(xiàn)實(shí)運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)應(yīng)采取適合性的故障處理技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：小 燕）