淺談配網(wǎng)自動(dòng)化故障定位問題的研究與應(yīng)用

王建明

【摘 要】隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和高科技產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，配網(wǎng)自動(dòng)化故障定位技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的愈加成熟，在提高配網(wǎng)的效率與質(zhì)量上起到無可替代的作用?；诖?，本文以某供電分局的配網(wǎng)自動(dòng)化故障定位技術(shù)為例，找出相關(guān)問題產(chǎn)生的原因，并從開關(guān)設(shè)備故障定位、FTU故障定位、故障指示器定位和饋線終端故障定位技術(shù)等方面闡述配網(wǎng)自動(dòng)化故障定位的技術(shù)分析，使配網(wǎng)自動(dòng)化在發(fā)生故障的同時(shí)還能保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并正確隔離故障段，保證非故障段正常供電。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)自動(dòng)化；故障定位；故障指示器

0 引言

配電自動(dòng)化技術(shù)是服務(wù)于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造建設(shè)的重要技術(shù)，配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng)，通信技術(shù)是配電自動(dòng)化的關(guān)鍵。我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展是電力市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必然結(jié)果，長(zhǎng)期以來配電網(wǎng)的建設(shè)未得到應(yīng)有的重視，建設(shè)資金短缺，設(shè)備技術(shù)性能較為落后，事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了人們生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，所以要從中找到問題產(chǎn)生的原因，并運(yùn)用相關(guān)技術(shù)解決。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化故障定位問題的研究

配電網(wǎng)自動(dòng)化是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)及新的高性能的配電設(shè)備等技術(shù)手段，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行離線與在線的智能化監(jiān)控管理，使配電網(wǎng)始終處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行狀態(tài)。在配網(wǎng)自動(dòng)化故障中，存在著以下幾點(diǎn)問題需要重視：（1）線路負(fù)荷分布不夠均勻，部分城區(qū)對(duì)城市電網(wǎng)缺乏科學(xué)規(guī)劃，用電戶過于集中，有的線路用電緊張，有的又沒什么人在用，大量的負(fù)荷位于線路的終端，使線路顯得“頭重腳輕”。（2）線路供電半徑大，線路損耗過高，當(dāng)前城區(qū)的面積不斷擴(kuò)大，原有的線路不斷進(jìn)行延伸和改造，最終導(dǎo)致線路供電半徑過大。（3）導(dǎo)線截面小，線路過負(fù)荷運(yùn)行情況嚴(yán)重，不少線路在運(yùn)行的時(shí)間比較早，導(dǎo)線徑細(xì)，而現(xiàn)在的線路已經(jīng)無法滿足用電負(fù)荷的增長(zhǎng)，對(duì)安全存在著隱患。（4）電源布點(diǎn)不足，電網(wǎng)運(yùn)行中的可靠性較差，設(shè)備老化，自動(dòng)化程度較低。由此可見，很多問題存在的原因是無法一下子改變的，配網(wǎng)自動(dòng)化的故障也是無法一日解決的，所以我們能做的只有是運(yùn)用高科技手段提高配網(wǎng)自動(dòng)化故障定位的相關(guān)技術(shù)，從技術(shù)方面去將隱患降低到最小，并保證在故障發(fā)生的同時(shí)不會(huì)影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化中相關(guān)故障定位技術(shù)應(yīng)用研究

2.1 開關(guān)設(shè)備故障定位技術(shù)

最常用的開關(guān)設(shè)備就是分段器和重合器，利用這兩種開關(guān)設(shè)備，根據(jù)它們的特性進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，設(shè)置的開關(guān)設(shè)備動(dòng)作的時(shí)間和次數(shù)對(duì)配網(wǎng)中產(chǎn)生的故障進(jìn)行定位分析，整個(gè)分析的過程就是開關(guān)設(shè)備故障定位技術(shù)。分段器是一種與電源側(cè)前級(jí)開關(guān)配合，在失壓或無電流的情況下自動(dòng)分閘的開關(guān)設(shè)備。當(dāng)設(shè)備發(fā)生了永久性故障的時(shí)候，分段器在預(yù)定次數(shù)的分合操作后閉鎖于分閘狀態(tài)，從而達(dá)到隔離故障線路區(qū)段的目的，若分段器沒有完成預(yù)定次數(shù)的分合操作，故障被其它設(shè)備切除了則將保持合閘狀態(tài)，并經(jīng)過一段延時(shí)后恢復(fù)到原先的狀態(tài)，當(dāng)再有故障發(fā)生，分段器一般不能斷開短路故障電流。而重合器是一種自具控制及保護(hù)功能的高壓開關(guān)設(shè)備，能夠自動(dòng)檢測(cè)通過重合器主回路的電流，故障時(shí)按反時(shí)限保護(hù)自動(dòng)開斷故障電流，并依照預(yù)定的延時(shí)和順序進(jìn)行多次重合。

某供電分局在運(yùn)用這種開關(guān)設(shè)備故障定位技術(shù)的時(shí)候十分重視對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的巡視，投入電網(wǎng)運(yùn)行和處于備用狀態(tài)的高壓開關(guān)設(shè)備必須定期進(jìn)行巡視檢查，對(duì)各種運(yùn)行方式下的巡視時(shí)間、次數(shù)、內(nèi)容，各單位應(yīng)做出明確的規(guī)定。正常運(yùn)行線路上設(shè)備每月巡視1次，對(duì)無法正確隔離或定位故障的設(shè)備需進(jìn)行1次特巡。由此該供電分局通過運(yùn)用開關(guān)設(shè)備故障定位技術(shù)幫助設(shè)備實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的狀態(tài)，同時(shí)保證配網(wǎng)系統(tǒng)在今后操作中的安全穩(wěn)定性。

2.2 FTU故障定位技術(shù)

FTU是饋線終端設(shè)備的簡(jiǎn)稱，具有遙控、遙信和故障檢測(cè)功能，并與配電自動(dòng)化的主站進(jìn)行通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行情況和各種參數(shù)即監(jiān)測(cè)控制所需信息，包括開關(guān)的狀態(tài)、電能參數(shù)、接地故障、相間故障以及故障參數(shù)，并執(zhí)行配電主站下發(fā)的命令，對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障定位、隔離和非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電等功能。FTU故障定位技術(shù)具有穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，功能十分強(qiáng)大，是新一代饋線自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端裝置。某供電分局在對(duì)FTU故障定位技術(shù)的應(yīng)用中，無論是城市還是農(nóng)村，甚至所服務(wù)的企業(yè)都有用到這種技術(shù)，其功能包括完成環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)監(jiān)視與保護(hù)、通信，該供電分局配合配電子站、主站實(shí)現(xiàn)配電線路的正常監(jiān)控和故障識(shí)別、隔離與非故障區(qū)段恢復(fù)供電。但是這種故障定位技術(shù)也存在一定的弊端，單一的故障點(diǎn)無法同時(shí)去處理多個(gè)故障點(diǎn)的修復(fù)，而且信息的上傳容易因?yàn)橐恍┘?xì)小的變化而產(chǎn)生誤差，所以在技術(shù)選擇的時(shí)候要考慮實(shí)際情況[1]。

2.3 故障指示器的定位技術(shù)

故障指示器是用來檢測(cè)短路及接地故障的設(shè)備，許多配電系統(tǒng)都會(huì)大量使用環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)，運(yùn)用故障指示器的優(yōu)勢(shì)就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)生了短路故障或者接地故障時(shí)，上一級(jí)的供電系統(tǒng)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行分段，以防止發(fā)生重大事故。某供電分局在使用本產(chǎn)品的時(shí)候，會(huì)詳細(xì)記錄相關(guān)參數(shù)，短路故障動(dòng)作電流：150A-1500A、接地故障動(dòng)作電流：10A-100A、精確度：±10%、環(huán)境溫度：-25～70℃、環(huán)境濕度：40℃相對(duì)濕度≤95%、功率：待機(jī)≤0.01mA；指示≤0.5mA、電源提供：鋰電池3.6V/2.25Ah、自動(dòng)復(fù)位時(shí)間：7Sec-2h-4h-8h可設(shè)置，其它設(shè)置可預(yù)訂、面板安裝類讀數(shù)儀表：92×46×63mm、表面安裝類讀數(shù)儀表：92×140×42mm、傳感器短路傳感器：38×38×26mm、接地故障傳感器：38×38×26mm，同時(shí)還會(huì)標(biāo)出發(fā)生故障的部分，分局運(yùn)維人員根據(jù)指示器的報(bào)警信號(hào)迅速找到發(fā)生故障的區(qū)段，分段開故障區(qū)段，這樣能夠及時(shí)恢復(fù)沒有發(fā)生故障的地區(qū)供電，有效的節(jié)約了分局工作人員的時(shí)間，也減少了停電的時(shí)間，縮小了停電范圍。

在采用故障指示器定位技術(shù)時(shí)還要注意以下問題：（1）保證告警指示信息的完整，由于線路中故障指示器太多，在上傳給主站時(shí)的信息無法保持同步，導(dǎo)致周期內(nèi)信息數(shù)據(jù)容易丟失，因此面對(duì)這種情況，在信息采集時(shí)需要設(shè)置冗余時(shí)間，并且以多個(gè)周期為界限，在保證所有信息能夠送達(dá)主站的同時(shí)，及時(shí)有故障發(fā)生也能采集到相關(guān)信息。（2）故障的信息必須確保與網(wǎng)絡(luò)上得數(shù)據(jù)一致，在實(shí)際操作的時(shí)候，指示器的信息與開關(guān)動(dòng)作傳到主站的時(shí)間無法保證同步，對(duì)此在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，必須保留故障之前的信息狀態(tài)，在采集到完整的指示器信息后作為邏輯分析依據(jù)[2]。

3 結(jié)論

總而言之，無論是運(yùn)用哪種配網(wǎng)自動(dòng)化故障定位技術(shù)，只要能夠有效地將故障發(fā)生的可能性降到最低甚至不會(huì)發(fā)生故障，就可以得到大力推廣及應(yīng)用。經(jīng)過不斷的科技進(jìn)步與技術(shù)發(fā)展，未來還會(huì)出現(xiàn)更多有效的技術(shù)，既能保障操作人員的工作效率，不會(huì)耽誤城市與鄉(xiāng)村正常用電，又能提高設(shè)備的安全穩(wěn)定性能，真正達(dá)到了效率與質(zhì)量共同兼?zhèn)?，推?dòng)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展，提高我國(guó)的科技實(shí)力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙必美.配網(wǎng)自動(dòng)化故障定位中存在的問題分析與應(yīng)用[J].科技傳播，2014，6（13）：182+168.

[2]胡波.配網(wǎng)自動(dòng)化故障定位問題的研究與應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2012.endprint