電力系統(tǒng)配電自動化及其故障處理

摘 要：我國經(jīng)濟正處于快速發(fā)展中，傳統(tǒng)供電難以滿足生產(chǎn)生活需求，導致電力系統(tǒng)配電自動化成為電力行業(yè)發(fā)展重要趨勢。尤其我國電力需求較大，一旦電力系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)不良運行，極容易影響正常工作。所以，對于電力系統(tǒng)配電自動化及對其故障的處理研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);自動化;故障處理

1 電力系統(tǒng)配電自動化構(gòu)成

1.1 信息采集

配電主站層從下屬子站獲取電力系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并對配電網(wǎng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控，恢復(fù)故障區(qū)正常供電。而配電子站層則是對配電區(qū)域數(shù)據(jù)信息進行收集，轉(zhuǎn)發(fā)給主站層，并根據(jù)主站層相關(guān)指令，落實配電網(wǎng)管理與調(diào)度工作。作為配電系統(tǒng)主要采集數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，終端設(shè)備層提供子站層運行相關(guān)數(shù)據(jù)，由FTU、DTU、FTU構(gòu)成終端層，直接影響配電自動化運行狀態(tài)。

1.2 饋電自動化

饋電自動化作為監(jiān)控、采集數(shù)據(jù)重要環(huán)節(jié)，利用線路出現(xiàn)故障區(qū)域反饋信息調(diào)動配電電壓、開關(guān)狀態(tài)，對線路開關(guān)進行自動開合閘控制。在系統(tǒng)負荷出現(xiàn)不均勻分布時，對負荷及時平衡，保障配電系統(tǒng)運行質(zhì)量。而且饋電自動化還可以對線路出現(xiàn)故障區(qū)域進行隔離，限制故障范圍，提高恢復(fù)供電速度。

2 電力系統(tǒng)配電自動化技術(shù)

2.1 路載波通信技術(shù)

光纖通信，擁有可以傳輸大規(guī)模數(shù)據(jù)信息的通信能力，而且傳輸速率較高，不會被其他因素干擾。但是當前終端設(shè)備數(shù)量逐漸上升，通信系統(tǒng)復(fù)雜性大幅度提高，需要對配電線路的載波通信應(yīng)用技術(shù)深度研究，對光纖通信進行取代，也可以通過配電自動化，為用戶提供實時電價，實現(xiàn)遠程讀表。

2.2 高度集成化

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)將信息高度集成，并實現(xiàn)綜合處理功能，可以有效降低運營成本，降低功能重疊影響，提高業(yè)務(wù)經(jīng)濟效益。例如將SCADA與GIS兩種系統(tǒng)相互整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，功能高效應(yīng)用，以及優(yōu)化界面等能力，推動作業(yè)一體化。同時，從GIS提取SCADA有關(guān)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而GIS也可以做到從SCADA提取配電實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)配電自動化技術(shù)進一步優(yōu)化。

3 電力系統(tǒng)配電自動化常見故障

3.1 主變壓及110 kV進線失壓

在供電系統(tǒng)中，主變壓故障主要在瓦斯保護動作、主變差動跳閘兩個方面體現(xiàn)。一旦出現(xiàn)進線試壓，極容易發(fā)生110kV進線出現(xiàn)瓦斯保護動作。如果沒有及時采用合適方式進行處理，則會讓主變壓35 kV母聯(lián)310開關(guān)發(fā)生自投現(xiàn)象，導致配電自動化引發(fā)故障[2]。如果主變壓兩路110 kV進點電壓為0，則會影響35 kV母聯(lián)電壓數(shù)值也會為零。

3.2 框架保護動作

作為配電自動化故障主要原因，框架保護動作多在電流型框架保護中出現(xiàn)。如果框架泄漏，設(shè)備保護動作將讓直流、交流進線開關(guān)發(fā)生跳閘。但是直流饋線開關(guān)并不受影響，可以利用直流母線，為接觸網(wǎng)提供跨區(qū)供電渠道。這會影響配電網(wǎng)絡(luò)另外一個框架泄漏出現(xiàn)保護動作，直流、交流進線開關(guān)，以及整流變交流開關(guān)都會同時產(chǎn)生跳閘，不僅對配電自動化產(chǎn)生影響，對于系統(tǒng)供電也同樣產(chǎn)生負面影響?？梢岳斫鉃槭褂秘摌O拒電壓的電壓型框架，當整流電流變?yōu)殡娏?，將會影響直流進線、饋線的開關(guān)出現(xiàn)跳閘情況，供電系統(tǒng)從雙邊變?yōu)閱芜?。而電流型框架的EP-1與EP-2同時泄漏保護動作，導致接觸網(wǎng)塊在不同區(qū)域都出現(xiàn)失電現(xiàn)象。

3.3 環(huán)網(wǎng)電纜故障

環(huán)網(wǎng)電纜故障是配電自動化最常見故障，環(huán)網(wǎng)電纜將會引起線路差動產(chǎn)生保護動作，產(chǎn)生跳閘現(xiàn)象。如果電纜進線發(fā)生故障，將會引起變電所35 kV母線開關(guān)發(fā)生自投現(xiàn)象，將會影響配電系統(tǒng)正常工作。

4 電力系統(tǒng)配電自動化故障處理

4.1 主變壓及110 kV進線失壓

雖然在主變壓器中安裝保護裝置，可以有效解決故障，但是卻會讓變壓器工作負荷增加，提升變壓器內(nèi)部溫度。一旦超過變壓器可承受高溫，就會出現(xiàn)配電自動化故障。安裝瓦斯保護只能避免引起重大故障，仍然會被高溫影響，產(chǎn)生油氣分離情況。所以，需要在安裝瓦斯保護時，也一并將保護參數(shù)進行設(shè)置。如果出現(xiàn)變壓器運行問題，瓦斯保護會發(fā)出報警，提示技術(shù)人員及時維修。

4.2 框架保護動作

在一些公共設(shè)施，例如地鐵線路中，變電所都會設(shè)置2個或2個以上電流保護裝置。一旦出現(xiàn)整流器故障，系統(tǒng)自動啟動保護裝置，直交流進線開關(guān)發(fā)生跳閘也會起到保護線路效果。但是因為直流饋線開關(guān)不跳閘，所以會產(chǎn)生跨區(qū)變電所供電現(xiàn)象，觸網(wǎng)繼續(xù)維持正常電力供應(yīng)。但是主流開關(guān)柜一旦出現(xiàn)故障，直流饋線，直流、交流進線，以及相鄰變電所直流饋線，將會全部出現(xiàn)開關(guān)跳閘現(xiàn)象，直接影響電力系統(tǒng)配電自動化正常運行。

5 強化電力系統(tǒng)配電自動化措施

5.1 重點強化信息管理

信息管理體系可以提高電力系統(tǒng)運行問題解決效率。配電自動化模式存在各種功能，可以看作另一種模式的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，并且實時進行信息讀寫與查找工作。強化利用信息系統(tǒng)處理信息的實時性，可以及時找到問題根源，并按照規(guī)范操作對目標進行處理。需要注意，信息管理過程中，需要從遠至近完成數(shù)據(jù)收集，減少因數(shù)據(jù)變化造成分析產(chǎn)生失誤。而且作為電力系統(tǒng)配電自動化基礎(chǔ)內(nèi)容，信息管理需要落實信息收集，提高信息管理工作效率與質(zhì)量。

5.2 落實安全管理

強化安全管理對于電力系統(tǒng)運行具有重要意義，需要及時檢測系統(tǒng)運行情況，一旦出現(xiàn)安全問題，就應(yīng)當將危險控制在合理范圍內(nèi)，避免對供電網(wǎng)絡(luò)造成惡性影響。而且配電自動化如果出現(xiàn)永久性問題，則需要組織技術(shù)人員對問題進行分析，從而及時解決，并重新構(gòu)建配電系統(tǒng)，避免對正常生產(chǎn)生活造成影響。如果在單一線路發(fā)生問題，則需要在處理問題后對反饋線路斷路裝置進行閉合，成功閉合則表示問題徹底解決。電源如果被斷開，電力系統(tǒng)可以跳轉(zhuǎn)到新系統(tǒng)，從而保證供電網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行。

5.3 提高電網(wǎng)改造力度

我國相較于歐美等發(fā)達國家，電網(wǎng)架設(shè)工作起步相對較晚，還有很大的進步空間。所以，在進行電網(wǎng)改造時，要根據(jù)城市發(fā)展情況提升電網(wǎng)輸送容量，并且保證電網(wǎng)安全與供電質(zhì)量，從而對電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)進行合理優(yōu)化，使其符合我國經(jīng)濟發(fā)展基本標準。在電網(wǎng)改造工作中，城市因為生產(chǎn)、生活對于電量要求較大，一般電網(wǎng)改造規(guī)模無法滿足城市需求，所以要結(jié)合配電自動化模式，將電網(wǎng)轉(zhuǎn)化為環(huán)網(wǎng)模式。

6 結(jié)語

電力系統(tǒng)配電自動化提高了我國電力傳輸質(zhì)量，但是也帶來各種原因，影響人們在生產(chǎn)、生活中的供電需求。只有針對電力系統(tǒng)故障產(chǎn)生具體原因，及時做到隔離，并高效處理，才能真正提高配電網(wǎng)自動化工作效率，幫助我國工業(yè)發(fā)展進入全新階段。

參考文獻

[1] 金驛洲.常見電力配電線路運行故障及其解決措施[J].數(shù)碼世界，2020（4）：263.

[2] 唐易民，白洪山.配電網(wǎng)自動化技術(shù)在農(nóng)村電力系統(tǒng)中的應(yīng)用——評《配電自動化運維技術(shù)》[J].機械設(shè)計，2020，37（10）：159.

[3] 謝國印.繼電保護在配電自動化故障處理中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2020，427（21）：62-64.

姓名：楊竹青（1993.08--）女，山西晉中人，本科，助理工程師，主要從事工作方向：電力營銷業(yè)擴報裝。