配電自動(dòng)化對(duì)配網(wǎng)帶電作業(yè)安全的影響初探

羅健

摘? 要：配電網(wǎng)作為直接影響供電持續(xù)性的關(guān)鍵部分，探討配電自動(dòng)化技術(shù)對(duì)其影響是十分必要的。文章將擬定案例，從配電自動(dòng)化技術(shù)分析、配電自動(dòng)化對(duì)配網(wǎng)帶電作業(yè)安全的影響、環(huán)境因素的影響三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的探討，旨在促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);電網(wǎng)建設(shè);配電自動(dòng)化;帶電作業(yè);配電

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）09-0065-02

Abstract： Distribution network is the key part that directly affects the continuity of power supply， so it is very necessary to discuss the influence of distribution automation technology on it. This paper will draw up a case to discuss in detail from three aspects： the technical analysis of distribution automation， the influence of distribution automation on the safety of live operation of distribution network， and the influence of environmental factors， in order to promote the development of power system in our country.

Keywords： power system; power grid construction; distribution automation; live work; distribution

安全、穩(wěn)定、可靠的電力系統(tǒng)是確保電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，但隨著電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模持續(xù)增大，僅依靠傳統(tǒng)的管理方法難以確保電網(wǎng)管理的高效性與安全性，為此在現(xiàn)有的電網(wǎng)基礎(chǔ)上，借助高效、智能、自動(dòng)化技術(shù)可以形成新的智能配電網(wǎng)。新型的智能配電系統(tǒng)本身具有自愈控制與電力信息互動(dòng)的諸多優(yōu)勢(shì)，可以極大的提高電網(wǎng)的配電效率。此外，智能配電網(wǎng)運(yùn)行的過程中，可以極大的降低人工管理成本，增強(qiáng)其配電效果與配電可靠性，實(shí)現(xiàn)配電管理水平的飛升。此外，當(dāng)電力網(wǎng)運(yùn)行的過程中一旦發(fā)生故障，智能配電網(wǎng)可以借助自動(dòng)化與智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障的迅速報(bào)修，以便于工作人員迅速的解決相關(guān)問題，保障電網(wǎng)的安全性與可靠性，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

1 擬定案例介紹

在電網(wǎng)建設(shè)持續(xù)加強(qiáng)的建設(shè)大背景下，某地為了滿足當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)建設(shè)需求，擬建設(shè)220kV的環(huán)網(wǎng)，并根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)建設(shè)的實(shí)際需求增設(shè)部分110kV的電網(wǎng)作為供電需求的備用電網(wǎng)。該電網(wǎng)工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)性上有了很大的提升，供電能力也持續(xù)的增強(qiáng)。在配電網(wǎng)的類型上，以架空類型的電纜混合網(wǎng)為主;在變電站的建設(shè)中，采用多種不同方式用以10kV母線接線，主要有單輻射與單聯(lián)絡(luò)接線方式，部分母線采用兩聯(lián)絡(luò)接點(diǎn)方式，極少地方使用了三聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)方式;在線路的建設(shè)過程中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際電網(wǎng)建設(shè)需求，主要采用的是單環(huán)網(wǎng)建設(shè)方式，部分地區(qū)的線路接線方式采用的是多聯(lián)絡(luò)方法。另外，擬建設(shè)地區(qū)位于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的核心地帶，面積為15.8km2，通過電網(wǎng)的建設(shè)更好的發(fā)揮該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)輻射與電力服務(wù)輻射作用[1]。

2 配電自動(dòng)化技術(shù)分析

2.1 優(yōu)化電網(wǎng)建設(shè)方法

在電網(wǎng)建設(shè)的過程中，首先要結(jié)合已有的城區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，解決其中線路輻射問題，以形成單聯(lián)絡(luò)線路。同時(shí)，工作人員還可以通過優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的方式，解決擬建設(shè)區(qū)聯(lián)絡(luò)網(wǎng)線路缺乏的問題，并最終構(gòu)建成兩聯(lián)絡(luò)線路。電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的改造，可從整體框架上優(yōu)化電網(wǎng)配電能力。

2.2 線路改造方法

通過擬建設(shè)區(qū)域的電網(wǎng)線路進(jìn)行分析得知，城南與城西地區(qū)的線路需要改造。在擬建設(shè)區(qū)域，線路架空分段數(shù)目較少，整體線路設(shè)計(jì)也不盡合理。為此根據(jù)電網(wǎng)建設(shè)，需要在主干線上增設(shè)5臺(tái)分段開關(guān)，增加線路架空分段數(shù)目，為自動(dòng)化分段提供必要的設(shè)備支持[2]。此外，根據(jù)建設(shè)的目標(biāo)需要對(duì)擬建設(shè)區(qū)域的環(huán)網(wǎng)線路及其長(zhǎng)度進(jìn)行必要的調(diào)整，提升電網(wǎng)線路的實(shí)際裝帶容量。

2.3 饋線自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)

自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)在饋線建設(shè)中的應(yīng)用主要分為三個(gè)部分：

第一，線路建設(shè)。線路建設(shè)的種類不同直接影響了電纜的建設(shè)方式。另外，在面對(duì)電纜混合線路與缺乏眾合閘的架空線路，可以采用集中化、自動(dòng)化的方式建設(shè)饋線線路。

第二，隔離故障區(qū)域。在饋線建設(shè)的過程中，可能會(huì)造成人為的配電故障，為了進(jìn)一步減少饋線建設(shè)過程中對(duì)于擬建設(shè)區(qū)域的配電影響，確保主干上的配電工作能夠正常開展。工作人員將用戶故障區(qū)進(jìn)行隔離，并采用分界開關(guān)確保主干線路區(qū)域的正常業(yè)務(wù)運(yùn)行。

第三，辨別故障點(diǎn)。一旦出現(xiàn)故障，可以利用自動(dòng)化技術(shù)確定故障點(diǎn)的具體位置，使用具有通信功能的故障指示設(shè)備對(duì)線路進(jìn)行智能化與自動(dòng)化分析。

擬建設(shè)區(qū)域的配電主站工作時(shí)，可借助自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)配電終端發(fā)生故障時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)電力配電過程中的參數(shù)變化，確定故障的具體位置與發(fā)生原因。工作人員根據(jù)預(yù)警信息與工作經(jīng)驗(yàn)，判斷故障的具體類型，制定針對(duì)性的方案，并攜帶相關(guān)的設(shè)備到故障發(fā)生處開展故障排除工作。此外，在故障排除時(shí)，工作人員可采用分界開關(guān)將故障區(qū)與非故障區(qū)進(jìn)行隔離，及時(shí)恢復(fù)非故障區(qū)域的配電業(yè)務(wù)。

2.4 分界開關(guān)安裝技術(shù)

電網(wǎng)系統(tǒng)整體具有聯(lián)動(dòng)性，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)會(huì)影響電網(wǎng)的整體配電功能。為此，可通過在用戶區(qū)兩側(cè)加設(shè)分界開關(guān)的方式，最大化降低故障區(qū)對(duì)于整體電網(wǎng)的影響。

當(dāng)用電戶發(fā)生線路短路時(shí)，位于變電站的出線斷路器可以及時(shí)的監(jiān)測(cè)出電路上參數(shù)的變化，確定其發(fā)生短路故障后，迅速自動(dòng)化分閘，避免短路故障影響的擴(kuò)大。當(dāng)出線斷路閘起作用前，相應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)就會(huì)預(yù)先斷開，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的有效隔離。此外工作人員可以借助開關(guān)，加強(qiáng)故障分離效果[3]。

而當(dāng)用電戶發(fā)生接地故障（單向）時(shí)，分解開關(guān)自身的智能化系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分閘。其中分界負(fù)荷開關(guān)在感知到參數(shù)的不正常變化后，直接將故障分界，減少故障區(qū)對(duì)主干線的配電影響，避免對(duì)其他用戶產(chǎn)生影響，以便將故障發(fā)生后對(duì)于電網(wǎng)的整體影響降至最低。

3 配電自動(dòng)化對(duì)配網(wǎng)帶電作業(yè)安全的影響

近年來信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、人工智能技術(shù)的深入發(fā)展，人們對(duì)于用電需求的大幅度提升，單輻射的線路已經(jīng)無法滿足供電需求，其線路的設(shè)置也逐漸減少，與之相對(duì)應(yīng)的多功能、混合性的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)逐漸將其取代，新型的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有聯(lián)絡(luò)多與分段多以及“三雙”（電源、回路、接入）的特征[4]。在擬建設(shè)區(qū)域的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中，本文主要分析雙電源對(duì)射，詳細(xì)的說明網(wǎng)架對(duì)于帶點(diǎn)作業(yè)的具體影響。

圖1是擬建設(shè)區(qū)局部電網(wǎng)建設(shè)接線原理圖，其中K1是故障點(diǎn)所在位置，位于故障點(diǎn)兩側(cè)的QL1與QL2為分段器，臨近雙電源的QF1與QF2為重合器。QF2為聯(lián)絡(luò)電路器。一般情況下，QF2處于長(zhǎng)時(shí)間的備用狀態(tài)，QL1與QL2為合閘狀態(tài)，確保整個(gè)線路的通路。

3.1 開關(guān)合閘對(duì)電網(wǎng)的安全影響

當(dāng)K1發(fā)生永久性故障，線路中的QF1與QL1會(huì)相互配合保證位于K1點(diǎn)到電源1區(qū)域的居民能夠正常用電，并將L2的故障區(qū)域進(jìn)行隔離。同時(shí)為了確保L3區(qū)域居民的用電需求，可以利用QF2的聯(lián)絡(luò)斷路器，轉(zhuǎn)供位于L3處的電源。但在備用QF2聯(lián)絡(luò)斷路器合閘的瞬間能夠產(chǎn)生合閘電壓，進(jìn)而影響電網(wǎng)的安全。

3.2 對(duì)電網(wǎng)作業(yè)人員的安全影響

當(dāng)圖1區(qū)域K1發(fā)生短路故障時(shí)，作業(yè)人員位于兩側(cè)的QL1與QL2重合器處工作時(shí)，L1區(qū)域的線路兩端處，QL1與QF1就會(huì)配合作用下通過電源1恢復(fù)此區(qū)域的供電。但在設(shè)備合閘，恢復(fù)居民供電的過程中，會(huì)對(duì)操作的工作人員造成一定的安全損害。

為了保障配電架空線上工作人員帶電作業(yè)安全，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)故障區(qū)域的備用聯(lián)絡(luò)器會(huì)取消自動(dòng)功能，重合器的重合閘也會(huì)被停用。但上述方法雖然能夠保障工作人員的安全，但也帶來停電長(zhǎng)、范圍廣、影響大的諸多弊端。為此，在滿足保障作業(yè)人員安全的基礎(chǔ)上，可以通過取消K1故障點(diǎn)兩側(cè)的QL1與QL2的自動(dòng)合閘功能，避免工作人員在這兩處設(shè)備作業(yè)時(shí)人身安全受到威脅。

此外在電網(wǎng)的自動(dòng)化配電過程中，可以通過控制架空分支線的熔斷器與斷路器也能夠有效的保障工作人員的人身安全。開展自動(dòng)合閘及時(shí)切除故障發(fā)生點(diǎn)的電流，雖然是工作人員安全的一種有效方法，但應(yīng)該考慮到多次進(jìn)行合閘或開閘可能對(duì)電路的安全產(chǎn)生重大影響。因此，工作人員在支線故障處工作時(shí)，應(yīng)該按照電力系統(tǒng)故障排除要求判斷是否停用自動(dòng)開關(guān)合閘的功能。

4 環(huán)境因素的影響

對(duì)于電力工作人員帶電作業(yè)的作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)方式以及作業(yè)的天氣都有明確的規(guī)定。工作人員在進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，必須在天氣狀況合適的情況下進(jìn)行作業(yè)，規(guī)定風(fēng)力要小于五級(jí)，溫度大于零攝氏度，濕度小于百分之八十。尤其在雷電、大霧、雨雪天氣下都禁止帶電作業(yè)，但天氣的變化是無常的，工作人員作業(yè)到一半時(shí)，天氣發(fā)生改變就有可能影響自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行，威脅工作人員的安全。為此工作人員在作業(yè)過程中，應(yīng)該攜帶相關(guān)的天氣測(cè)濕與測(cè)風(fēng)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控天氣變化，保障工作人員帶電作業(yè)時(shí)的生命安全。

5 結(jié)束語

總而言之，配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用改變了配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，促進(jìn)了其配電效率的提高，無論是對(duì)接入方式、接入設(shè)備以及相關(guān)元件都產(chǎn)生了非常重要的影響。工作人員在利用自動(dòng)化技術(shù)建設(shè)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該將安全放在第一位，嚴(yán)格遵守帶電作業(yè)守則，確保排除故障作業(yè)的過程中能夠保障自身的安全與電網(wǎng)的安全，以為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的配電服務(wù)。

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