配電網(wǎng)自動(dòng)化中的故障處理模式分析與應(yīng)用

摘 要：現(xiàn)階段，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家信息技術(shù)也得到了極大提高，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用也更加廣泛。眾所周知，配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)各種故障，特別是隨著人們生活水平的提高，對(duì)電能的需求量逐漸增大，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)故障的情況更為常見，本文著重介紹了配電網(wǎng)自動(dòng)化中的幾種常見故障處理模式以及具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)自動(dòng)化；故障處理模式的分析；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5247（2017）02-0025-03

Analysis and Application of Fault Handling Mode in Distribution Automation

FANG Yuyi

（Foshan Electric Power Design Institute Co Ltd，F(xiàn)oshan 528200，China）

Abstract：At present stage，with the rapid development of China's economy，the national information technology has also been greatly improved，and the distribution automation technology in the power system is also more widely used.As everyone knows，all kinds of fault prone distribution network in electric power system operation process，especially with the improvement of people's living standard，the demand for electricity increases gradually，automation technology of distribution network fault situation is more common，this paper introduces several common failure mode and its the application of distribution network automation.

Keywords：distribution automation；fault handling mode analysis；application

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量也隨之提高，電力成為人們生活中不可或缺的資源，目前國(guó)家很多方面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)作，國(guó)家配電網(wǎng)系統(tǒng)也是如此，并不斷進(jìn)行著改造和更新，以適應(yīng)人們?nèi)找嬖黾拥男枨?。配電網(wǎng)自動(dòng)化是供電穩(wěn)定和高質(zhì)量的重要條件之一，但是隨著配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)作的常態(tài)化，其出現(xiàn)故障的現(xiàn)象越來越頻繁，為了保證配電網(wǎng)系統(tǒng)的正常、安全運(yùn)行，形成科學(xué)而快捷的故障處理模式十分重要。目前，現(xiàn)有應(yīng)用有幾種故障處理模式，本身也存在各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。對(duì)這幾種模式進(jìn)行科學(xué)的分析并正確的運(yùn)用是很必要的。

1 配電網(wǎng)自動(dòng)化概述

配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)起源于上個(gè)世紀(jì)90年代，是通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)以及電力系統(tǒng)的有效結(jié)合的一種系統(tǒng)技術(shù)，配電網(wǎng)自動(dòng)化大大改善了電力系統(tǒng)的運(yùn)作模式，該系統(tǒng)技術(shù)可以充分利用相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的控制、檢測(cè)和保護(hù)工作，這種技術(shù)在一定程度上又可以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這不僅節(jié)省了資源成本，還避免了人工操作模式帶來的不穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)高效運(yùn)行的目的。對(duì)于配電網(wǎng)來說，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化意義重大，其自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能，通過系統(tǒng)中的電流、電壓和電能量等方式來完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的采集，然后進(jìn)行跟蹤反饋給系統(tǒng)管理員，這種智能化的操作可以確保電力系統(tǒng)的信息得到及時(shí)收集。此外，自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控功能還能夠記錄電力系統(tǒng)中故障路線情況，并且能夠準(zhǔn)確的定位，這對(duì)工作人員及時(shí)查找系統(tǒng)故障，及時(shí)解決故障，保證電力系統(tǒng)盡快的正常工作起到了重要作用。值得一提的是，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)具有自動(dòng)校時(shí)的功能，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量都有十分重要的意義。

2 故障處理模式分析

目前，雖然我國(guó)的配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展非常快，而且因?qū)嶋H國(guó)情問題，配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)模也比較大，但是其在電力系統(tǒng)運(yùn)行中也存在不少問題亟待改善，特別是配電網(wǎng)故障處理模式。

2.1 重合器的故障處理

重合器的典型系統(tǒng)如圖1所示，B處是重合器，S處是分段器，一般而言，B0如果處于開環(huán)運(yùn)行狀態(tài)，需要斷開。重合器切除短路的電流，而S處的分段器無法切斷電流，它只具備關(guān)合電流的能力。

2.1.1 重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合

對(duì)于這樣的模式，一般情況下，每臺(tái)的開關(guān)都會(huì)預(yù)先設(shè)定重合次數(shù)，如果開關(guān)重合次數(shù)達(dá)到設(shè)定值的上線，開關(guān)則會(huì)分閘，閉鎖為了把故障進(jìn)行隔離，便會(huì)自動(dòng)合閘。分段器的分合功能是否啟用會(huì)根據(jù)由線路的電壓而定，無電流通過時(shí)，開關(guān)分閘，來電后合閘。對(duì)于圖1中所示的重合器系統(tǒng)，如果把B1、B2的重合次數(shù)值設(shè)置為3次，B0次數(shù)值設(shè)置為2次，S1、S2各設(shè)置為2次，S2、S4設(shè)置為1次，如果F1發(fā)生了永久性故障，各處的開關(guān)動(dòng)作時(shí)序便如圖2所示。

2.1.2 重合器與電壓一時(shí)間型分段器配合

對(duì)于這樣的模式，每臺(tái)開關(guān)都會(huì)設(shè)置延時(shí)合閘時(shí)間t3和電流檢測(cè)時(shí)間t2，主要是因?yàn)橄到y(tǒng)的電壓信號(hào)，開關(guān)檢測(cè)需要延時(shí)到t3才能實(shí)現(xiàn)合閘，然后開關(guān)開始檢測(cè)這段時(shí)間內(nèi)的電流（t2時(shí)間段內(nèi)的電流），如果檢測(cè)到故障電流信號(hào)，則說明故障在該范圍內(nèi)，這個(gè)時(shí)候開關(guān)會(huì)對(duì)故障設(shè)置一個(gè)標(biāo)志并處理，同時(shí)，還會(huì)隔離出這個(gè)故障區(qū)域，其中，此種方法需要保證開關(guān)配合是下級(jí)開關(guān)延時(shí)合閘t3大于電流檢測(cè)時(shí)間t2。如圖1中如果F1發(fā)生故障，各類開關(guān)的動(dòng)作時(shí)序如圖3所示。

2.1.3 重合器與重合器配合

由于隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，重合器價(jià)格也隨之降低，重合器與重合器配合為饋線自動(dòng)化新的手段，這種配合主要是通過重合器之間的動(dòng)作曲線時(shí)間差來實(shí)現(xiàn)，如果發(fā)生故障，重合器距離最短的開關(guān)會(huì)首先切除，這樣就可以減小停電的時(shí)間和范圍。而且配電網(wǎng)中的故障發(fā)生往往是瞬間的事情，一般情況下，一次重合成功率大概在85%左右，二次則有90%，如果把重合器的重合次數(shù)設(shè)置為2次，則可以增加它的成功機(jī)會(huì)，例如在圖1中，如果分段器處的開關(guān)都用重合器，當(dāng)F1發(fā)生故障時(shí)，開關(guān)動(dòng)作時(shí)序圖如4所示。

2.2 系統(tǒng)保護(hù)的故障處理

如果饋線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了相間故障，那么在這個(gè)時(shí)候安裝在開關(guān)內(nèi)的FTU會(huì)立即啟動(dòng)，并且根據(jù)故障發(fā)生的情況來判斷自身功率的方向，再經(jīng)過總線和相鄰的FTU實(shí)現(xiàn)通訊，從而來確定故障發(fā)生的范圍，這個(gè)時(shí)間內(nèi)該范圍兩端的開關(guān)會(huì)跳開，這樣故障區(qū)域才被隔離開來。這種方法優(yōu)勢(shì)比較明顯，如可以一次性的處理故障，并且會(huì)非常及時(shí)快速，可以保證供電穩(wěn)定性，大大提高供電質(zhì)量。此外，這個(gè)方法還能把故障集中在故障區(qū)域內(nèi)，而不會(huì)擾亂無故障發(fā)生的范圍。最后，如果系統(tǒng)保護(hù)功能全部放到FTU內(nèi)的話，這樣則不用配電主站、配電子站的配合，就可以很好的處理故障。

2.3 主站監(jiān)控的故障處理

對(duì)于這種故障處理模式，需要在各路開關(guān)上安裝FTU，F(xiàn)TU的主要作用即是收集相應(yīng)柱上開關(guān)負(fù)荷、功率等運(yùn)行狀態(tài)的信息以及開關(guān)的位置所在點(diǎn)，F(xiàn)TU采集信息后通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送給配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)中心。這種主站監(jiān)控的故障處理實(shí)際上是以集中控制為中心，也包含了電流保護(hù)、RTU遙控以及重合閘等各個(gè)作用，并且這一故障處理方案可以將故障盡可能的快速切除，把故障隔離的時(shí)間十分段，這也對(duì)快速恢復(fù)供電有著至關(guān)重要的作用?；谥髡颈O(jiān)控的饋線故障處理方案是目前故障處理的主要方案，該方案將饋線保護(hù)集合在配點(diǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)，在系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行故障隔離，切除故障，進(jìn)而快速恢復(fù)供電，大大增加了供電的穩(wěn)定性和高質(zhì)量。

以上詳述的三種故障處理模式都是目前常見的應(yīng)用方案，也都有自己的優(yōu)點(diǎn)所在，但是仍有不少需要更新改進(jìn)的地方。隨著配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，故障處理模式必將也會(huì)更加的智能、準(zhǔn)確、系統(tǒng)，并形成一種完備科學(xué)并合理的故障處理新模式，不過這需要在具體的應(yīng)用中，慢慢的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，進(jìn)而完善模式。

3 故障處理模式的應(yīng)用

3.1 “手拉手”環(huán)網(wǎng)

“手拉手”環(huán)網(wǎng)是目前我國(guó)10kV饋線的主要供電結(jié)構(gòu)之一，在雙電源的手拉手環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，如果主干線發(fā)生了故障，那么，在變電站中的出線斷路器會(huì)馬上斷開電源，進(jìn)而快速把故障電流切除，這個(gè)時(shí)候，配電網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)便會(huì)根據(jù)故障提示器來查找故障范圍，并開始對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行檢測(cè)，一旦尋找到故障的準(zhǔn)確位置，就立即自動(dòng)把故障隔離。值得注意的是，如果故障的發(fā)生地在出線開關(guān)的附近，這時(shí)則需要把變電站的出線開關(guān)關(guān)閉，以保證正常區(qū)域內(nèi)的供電可靠性。另外，如果故障發(fā)生在電源點(diǎn)上，則應(yīng)該將對(duì)應(yīng)線路的開關(guān)跳開，隔離線路區(qū)域，關(guān)閉聯(lián)絡(luò)開關(guān)，這樣才能保證供電的路線快速恢復(fù)。

3.2 多分段多聯(lián)絡(luò)配電網(wǎng)

在一些大城市地區(qū)，對(duì)于供電量需求比較大，為了能夠充分提高線路的利用率，需要多分段多聯(lián)絡(luò)配電網(wǎng)，比如3分段3聯(lián)絡(luò)配電網(wǎng)，如果在B和C的范圍內(nèi)發(fā)生故障，并且合閘斷路器重合且在故障之后又一次出現(xiàn)跳閘，對(duì)于這種情況的發(fā)生，就應(yīng)該對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行有效的隔離，還需要盡快恢復(fù)非故障區(qū)域的正常供電。

4 結(jié) 論

綜上所述，想要快速處理配電網(wǎng)自動(dòng)化中的故障，最關(guān)鍵的是企業(yè)需要對(duì)故障處理模式進(jìn)行合理科學(xué)的分析并正確的應(yīng)用，這樣才能保證配電網(wǎng)平穩(wěn)安全運(yùn)作，提高供電質(zhì)量和可靠性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的快速發(fā)展，促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)。

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作者簡(jiǎn)介：方玉藝（1986.10—），女，廣東揭陽人，大學(xué)本科，中級(jí)工程師。研究方向：電氣自動(dòng)化。