配網(wǎng)電網(wǎng)自動(dòng)化故障處理技術(shù)的研究

劉寶寶

摘要：在經(jīng)濟(jì)越來(lái)越發(fā)達(dá)的時(shí)代，電力技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快，由此產(chǎn)生的配電網(wǎng)技術(shù)也進(jìn)入了生產(chǎn)實(shí)踐。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，配電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是能夠自動(dòng)處理故障。此外，配電網(wǎng)故障自動(dòng)處理技術(shù)可以提高供電線路的穩(wěn)定性，提高配電網(wǎng)設(shè)備的利用率，降低供電線路的損耗率。本文主要分析了配電網(wǎng)故障處理的自動(dòng)化技術(shù)。與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)故障處理技術(shù)相比，配電網(wǎng)故障自動(dòng)處理技術(shù)更適合時(shí)代的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；故障處理自動(dòng)化；自愈技術(shù)；故障自動(dòng)定位

導(dǎo)言：配電網(wǎng)是電網(wǎng)配電網(wǎng)的重要組成部分。它基于配電網(wǎng)的先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)。通過(guò)各種控制技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)的應(yīng)用和集成，利用設(shè)備實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制和優(yōu)化，以及異常狀態(tài)下的自愈控制，最終提供安全性，為電力用戶提供可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的供電。配電網(wǎng)自愈技術(shù)的主要部分是故障處理的自動(dòng)化，可以實(shí)現(xiàn)故障的快速定位、故障的快速隔離、非故障區(qū)域的快速恢復(fù)供電、配電網(wǎng)的綜合自動(dòng)化控制和自愈。

1概述

配電網(wǎng)故障自動(dòng)處理技術(shù)是電網(wǎng)自愈技術(shù)的一種重要形式，它不僅包括傳統(tǒng)的配電自動(dòng)化快速處理故障，而且強(qiáng)調(diào)配電網(wǎng)故障前的預(yù)防和預(yù)警以及非故障時(shí)的供電恢復(fù)故障處理后的故障區(qū)域。不僅依靠自動(dòng)化裝置，還注重與其他保護(hù)裝置的配合，實(shí)現(xiàn)更全面的自愈操作。

2配電網(wǎng)故障處理自動(dòng)化技術(shù)的特征

2.1提升安全性能，保障配電網(wǎng)供電質(zhì)量

顧名思義，配電網(wǎng)中的“”在很大程度上是指自動(dòng)化技術(shù)。在配電網(wǎng)中，利用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)的隱患。故障自動(dòng)監(jiān)測(cè)后，正常運(yùn)行時(shí)，故障范圍內(nèi)的電網(wǎng)將自動(dòng)與其他區(qū)段隔離，避免故障蔓延。自動(dòng)化技術(shù)能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地定位配電網(wǎng)的故障范圍。通過(guò)設(shè)置隔離區(qū)，及時(shí)恢復(fù)供電，減少故障對(duì)用戶的影響，對(duì)保證供電質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2提升配電網(wǎng)信息化程度

配電自動(dòng)化技術(shù)的監(jiān)測(cè)功能已經(jīng)取代了以往的人工故障監(jiān)測(cè)方法。該技術(shù)在配電網(wǎng)控制中心掌握異常情況的第一時(shí)間將信息反饋給配電網(wǎng)控制中心?？刂浦行目梢詫?shí)時(shí)掌握電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況科學(xué)安排配電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度。

2.3主動(dòng)性增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)

在配電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，電網(wǎng)故障自動(dòng)處理技術(shù)將自動(dòng)判斷獲得的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)分析預(yù)測(cè)電網(wǎng)相關(guān)部位最可能發(fā)生的故障。這種主動(dòng)式故障預(yù)測(cè)的功能是及時(shí)排除配電網(wǎng)故障，減少故障的影響。同時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作，根據(jù)實(shí)際監(jiān)控狀態(tài)信息，得到不同的解決方案，最后根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化方案，對(duì)相應(yīng)的故障進(jìn)行定位。值得注意的是，有權(quán)的工作人員可以用人的方式操作系統(tǒng)。

3自動(dòng)化處理技術(shù)在配電網(wǎng)故障中的應(yīng)用

3.1配電網(wǎng)分布式控制

在配電網(wǎng)故障中，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，首先可以實(shí)現(xiàn)分布式控制，綜合斷路器和重合閘的功能和優(yōu)點(diǎn)，以電壓和電流為故障判斷依據(jù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的科學(xué)安全控制。例如，一是能夠自動(dòng)準(zhǔn)確判斷故障電流，然后重新組織供電網(wǎng)絡(luò)，快速計(jì)算線路分段數(shù)和開關(guān)位置，找出最合理的控制方案，減少或完全消除故障影響，隔離配電網(wǎng)故障區(qū)域。其次，能根據(jù)故障情況準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)，控制負(fù)荷開關(guān)，避免故障對(duì)電流的沖擊造成短路，提高配電網(wǎng)供電的整體穩(wěn)定性。再次，自動(dòng)化技術(shù)可以根據(jù)配電網(wǎng)各區(qū)域的用電情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整供電策略，保證整個(gè)配電網(wǎng)各區(qū)域的負(fù)荷平衡，積極避免故障的發(fā)生。

3.2配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)

配電網(wǎng)的延時(shí)一般由故障電流決定。如果故障電流較大，則延遲時(shí)間較長(zhǎng)。在一些用電量較高的城市，故障電流會(huì)相應(yīng)增大，故障延遲時(shí)間較長(zhǎng)，這就必然導(dǎo)致配電網(wǎng)運(yùn)行安全與故障恢復(fù)效率之間的矛盾。為了解決這一問(wèn)題，需要引入網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)，以保證配電網(wǎng)的整體安全，提高故障處理和恢復(fù)的效率。網(wǎng)絡(luò)保護(hù)主要采用基于CAN總線的數(shù)據(jù)高效傳輸技術(shù)。在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，如果發(fā)生故障，故障信號(hào)和信息將及時(shí)傳送到控制中心。控制中心將對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的故障和運(yùn)行情況進(jìn)行分析，通過(guò)區(qū)域間的協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)配電，使電網(wǎng)運(yùn)行保護(hù)能夠更有效、更準(zhǔn)確地處理故障。

3.3配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)

目前，由于自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，配電網(wǎng)也能在一定程度上實(shí)現(xiàn)故障自愈。具體的處理方法是利用快速仿真技術(shù)，借助軟件平臺(tái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的故障分析進(jìn)行自動(dòng)處理，并支持管理決策，實(shí)現(xiàn)四個(gè)具體功能：（1）網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。（2）控制電壓和無(wú)功功率。（3）準(zhǔn)確定位故障區(qū)域，迅速隔離和恢復(fù)供電。（4）當(dāng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行保護(hù)和調(diào)整。目前，配電網(wǎng)建設(shè)主要集中在設(shè)備、運(yùn)營(yíng)、網(wǎng)絡(luò)三個(gè)方面。在設(shè)備方面，為了實(shí)現(xiàn)自愈，需要使用AMI技術(shù)、配電終端設(shè)備和多功能交換機(jī)等，在這些設(shè)備的配合下，自愈功能才能成為現(xiàn)實(shí)。此外，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，必須高度重視配網(wǎng)技術(shù)的選擇。目前，分布式電源是配電網(wǎng)最理想的選擇。

3.4配電網(wǎng)故障點(diǎn)自動(dòng)定位技術(shù)

過(guò)去，如果配電網(wǎng)發(fā)生故障，故障定位是一項(xiàng)復(fù)雜而困難的工作，不僅工作人員壓力大，而且非常耗時(shí)。如果能夠快速準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)，可以加快故障修復(fù)和處理的速度。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以達(dá)到這樣的功能要求。在配電網(wǎng)中，建立了專門的主站控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中安裝了信息交換軟件，可以傳輸不同的數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估，快速、及時(shí)地定位和查詢故障區(qū)域。在故障自動(dòng)定位過(guò)程中，即時(shí)通信技術(shù)的作用非常重要。在即時(shí)通信技術(shù)的支持下，可以隨時(shí)動(dòng)態(tài)地掌握整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行情況。各信號(hào)采集器通過(guò)數(shù)據(jù)及時(shí)將電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)傳送到控制系統(tǒng)，再通過(guò)數(shù)據(jù)分析判斷是否存在故障。此外，每個(gè)收集器包含一個(gè)四字節(jié)的精確地址信息，根據(jù)該信息可以定位故障。例如，如果變電站發(fā)生故障，配電網(wǎng)發(fā)生跳閘，信號(hào)采集器將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳送給控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可以根據(jù)數(shù)據(jù)信息判斷故障類型和定位故障位置，然后對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)浞治?，快速確定處理和響應(yīng)策略。

3.5故障點(diǎn)自動(dòng)定位技術(shù)

傳統(tǒng)的故障定位技術(shù)不能適應(yīng)配電網(wǎng)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，定位精度不夠。配電網(wǎng)故障點(diǎn)自動(dòng)定位技術(shù)是以調(diào)度控制主站為基礎(chǔ)，在每根配電網(wǎng)饋線上設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)，形成定位、檢測(cè)、通信一體化的故障定位系統(tǒng)。控制中心主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析、故障報(bào)警和定位等功能。檢測(cè)點(diǎn)由故障指示器和數(shù)據(jù)采集器組成。其工作原理是將電流與故障信號(hào)信息碼疊加在負(fù)載電流上形成故障定位信號(hào)。配電網(wǎng)故障定位算法主要有行波算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和基于FTU的故障定位算法。配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位技術(shù)的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)通信，它采用數(shù)字識(shí)別技術(shù)，故障指示器和數(shù)據(jù)采集器具有唯一的地址，便于主站快速定位故障點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，工廠和企業(yè)對(duì)電能的使用逐漸增加。同時(shí)，對(duì)輸電線路的輸電能力提出了更高的要求。配電網(wǎng)是連接發(fā)電端和用戶的橋梁。它不僅要有足夠的發(fā)射功率，還要有很強(qiáng)的發(fā)射效果，即盡量避免任何故障。即使出現(xiàn)了不好的情況，也要在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并迅速排除故障。隨著配電網(wǎng)的出現(xiàn)，其自身的自動(dòng)控制功能完美地解決了這一問(wèn)題。

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