城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化及故障處理方式的應(yīng)用

張菁菁

摘 ?要：隨著時(shí)代科技的不斷進(jìn)步發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)加工生產(chǎn)也產(chǎn)生了巨大的變革影響，越來越多的自動(dòng)化、智能化、信息化設(shè)備被廣泛應(yīng)用于城市配電系統(tǒng)當(dāng)中，電力工作人員可以通過遠(yuǎn)程操作控制開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市用電的自動(dòng)化配送。而自動(dòng)化的配電系統(tǒng)也不是萬無一失的，也存在著一定的安全隱患，本文對(duì)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化及故障處理方式作出了相關(guān)研究探討。

關(guān)鍵詞：城市配電系統(tǒng) ?自動(dòng)化 ?故障處理 ?信息化設(shè)備

中圖分類號(hào)：TM76 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2021）04（b）-0074-03

Application of Urban Power Distribution System Automation and Fault Handling Methods

ZHANG Jingjing

（State Grid Nari Nanjing Control System Co.， Ltd.， Nanjing， Jiangsu Province， 211106 ?China）

Abstract： With the continuous advancement and development of science and technology of the times， it has also had a huge impact on the processing and production of power systems. More and more automated， intelligent， and information equipment are widely used in urban power distribution systems. Personnel can remotely operate the control switch to realize the automatic distribution of urban electricity. The automated power distribution system is not foolproof， and there are certain safety hazards. In this article， based on my own practical work experience， the author makes relevant research and discussion on urban power distribution system automation and fault handling methods.

Key Words： Urban power distribution system; Automation; Fault handling; Information equipment

電力作為現(xiàn)代城市中不可或缺的一種動(dòng)力能源，伴隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，家庭用電需量也在不斷增加，而這對(duì)城市配電系統(tǒng)的供電質(zhì)量和供電安全可靠性提出了更高的要求。雖然現(xiàn)下我國(guó)城市配電網(wǎng)系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但在實(shí)際配電過程中還是會(huì)存在著各種隱患因素，而導(dǎo)致自動(dòng)化配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響企業(yè)居民的用電，因此在新時(shí)期深化電力企業(yè)改革的背景下，能夠及時(shí)對(duì)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障作出有效的研究處理十分必要。

1 ?城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化的構(gòu)成

城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化主要是由兩部分組成，分別是信息采集系統(tǒng)和饋線自動(dòng)化，首先，信息采集系統(tǒng)的構(gòu)成比較復(fù)雜，由配電主站層、子站層和終端設(shè)備層組成：（1）配電主站層，可從不同的子站層收集獲取數(shù)據(jù)信息，并對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行整體的控制和監(jiān)視，這樣就可以全面地監(jiān)控配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)對(duì)供電故障情況作出診斷，并對(duì)故障區(qū)與非故障區(qū)進(jìn)行隔離，以此更好地保障城市配電系統(tǒng)供電質(zhì)量。（2）配電子站層，由于現(xiàn)代城市配電系統(tǒng)覆蓋面較大、通信端口較多，因此配電系統(tǒng)所采集到的信息，往往不能直接傳輸?shù)街髡緦?，為減輕主站層的運(yùn)行負(fù)荷，就會(huì)通過配電子站層先去收集配電區(qū)域的信息，然后經(jīng)過子站層的處理，再將信息統(tǒng)一傳輸?shù)街髡緦?，然后由主站層?duì)運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，再將相關(guān)的命令信息反饋給終端設(shè)備層，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)度[1]。（3）終端設(shè)備層，一般是由FTU、DTU等構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制工作，并執(zhí)行主站層和子站層發(fā)送的命令，而終端設(shè)備的運(yùn)行情況，直接關(guān)乎城市配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。具體如圖1所示。

其次，饋線自動(dòng)化，在當(dāng)下的城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化中，饋線自動(dòng)化是重要的組成部分，其主要的功能就是控制和采集，可對(duì)過錯(cuò)方的配電電壓、饋線電流、開關(guān)狀態(tài)做出監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化線路開關(guān)的自動(dòng)開/合閘功能。此外，若是城市配電系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)荷分布不均的情況，也可以通過饋線自動(dòng)化均衡負(fù)荷，同時(shí)，饋線自動(dòng)化還可以及時(shí)對(duì)線路中的運(yùn)行故障自動(dòng)切除，將故障區(qū)進(jìn)行隔離，這樣就可以有效避免故障擴(kuò)大造成癱瘓，從而為城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化的優(yōu)化運(yùn)行提供保障。

2 ?城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障原因

與傳統(tǒng)人工控制配電方式相比，自動(dòng)化配電系統(tǒng)通過信息采集系統(tǒng)和饋線自動(dòng)化，可以自動(dòng)對(duì)配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況作出檢測(cè)，很大程度可以保障城市配電系統(tǒng)運(yùn)行安全，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，還是不可避免會(huì)出現(xiàn)一些抗力因素，而引發(fā)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障問題。如主變壓故障及110kV進(jìn)線失壓故障，由于瓦斯保護(hù)動(dòng)作及主變差動(dòng)跳閘，引發(fā)110kV進(jìn)線失壓保護(hù)動(dòng)作，從而造成城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障?？蚣鼙Ｗo(hù)動(dòng)作故障，通常表現(xiàn)在電流型框架保護(hù)當(dāng)中，從而導(dǎo)致直流進(jìn)線開關(guān)和交流進(jìn)線開關(guān)出現(xiàn)跳閘，從而誘發(fā)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障問題[2]。此外，環(huán)網(wǎng)電纜故障，這也是非常常見的一種城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障，若是出現(xiàn)該故障可誘發(fā)線路差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，并導(dǎo)致線路跳閘，同時(shí)若是發(fā)生故障的電纜進(jìn)線，就會(huì)使變電所35kV母線開關(guān)出現(xiàn)自投，從而誘發(fā)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障。而造成這些多樣故障問題的原因有很多，包括操作不當(dāng)原因、自動(dòng)化程度低、配電系統(tǒng)設(shè)備落后、管理制度不健全等。為更好地保障城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化穩(wěn)健運(yùn)行，有必要對(duì)這些城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障問題進(jìn)行有效處理。

3 ?城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障處理方式的應(yīng)用

3.1 大力推進(jìn)城市配電系統(tǒng)改造

我國(guó)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化程度還有待提高，進(jìn)一步對(duì)城市配電系統(tǒng)做出升級(jí)改造，縮減與發(fā)達(dá)國(guó)家電力工業(yè)之間的差距，是有效解決配電系統(tǒng)故障的根本。但需要注意的是，由于城市配電系統(tǒng)改造是一項(xiàng)工程量大、系統(tǒng)復(fù)雜的工作，為此，本文建議今后城市配電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)結(jié)合城市發(fā)展情況，合理有序地做出改造，適度地增加城市配電網(wǎng)的傳輸容量，在確保安全、高效運(yùn)行的基礎(chǔ)上，不斷地提升城市配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，優(yōu)化城市自動(dòng)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)[3]。如要有序地將城市配電網(wǎng)改造成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)加大對(duì)創(chuàng)新技術(shù)的投入使用，若是遇到電網(wǎng)線路裝置故障，應(yīng)在保障配電網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)上，安裝各類故障檢測(cè)設(shè)備。在這個(gè)過程中，可以使用智能型就地故障檢測(cè)設(shè)備，對(duì)電纜故障進(jìn)行查詢，同時(shí)大力推進(jìn)檢修進(jìn)程，將電網(wǎng)損耗降到最低。而在進(jìn)行城市配電系統(tǒng)改造的過程中，應(yīng)盡可能地交由技術(shù)嫻熟的工作人員完成，這樣可以更好地推進(jìn)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)程，從本質(zhì)上解決故障問題的發(fā)生。

3.2 應(yīng)用綜合檢修技術(shù)查找故障

城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障復(fù)雜多樣，若要更好地處理故障，在實(shí)際檢修的過程中，應(yīng)用綜合檢修技術(shù)查找故障，本文做出以下幾個(gè)方面的建議。首先，電源故障檢修法。一般情況下，城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化很少出現(xiàn)因自身原因而引發(fā)的故障，因此可以優(yōu)先對(duì)電源故障進(jìn)行檢查，檢查系統(tǒng)電源是否出現(xiàn)接觸板故障，是否存在電源電壓波動(dòng)、熔斷器斷裂故障等，以此對(duì)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障快速檢修。其次，整體故障分析法。間隔部分、通信部分、站控部分形成了城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化，工作在對(duì)故障進(jìn)行檢修時(shí)，應(yīng)結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，了解城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化的不同構(gòu)成部分和運(yùn)轉(zhuǎn)原理，從整體分析，及時(shí)查找出故障所在，并針對(duì)性地做出處理[4]。再次，查看通訊線路找出故障。城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化大多運(yùn)用光纖作為數(shù)據(jù)傳輸線纜，若是線纜松動(dòng)或者剪斷，也很容易導(dǎo)致城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障，因此在進(jìn)行檢修時(shí)，可以將網(wǎng)線插頭拔出，并重新進(jìn)行連接，若是發(fā)現(xiàn)線纜斷線，應(yīng)重新固定連接。最后，跟蹤信號(hào)故障檢測(cè)。城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化是通過數(shù)據(jù)的傳輸、收集、采集完成，信號(hào)故障也是導(dǎo)致城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障的重要原因，對(duì)此可以借助一些專業(yè)的檢修儀器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行探側(cè)，以此及時(shí)作出檢修處理。

3.3 做好信息和安全控制工作

城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化覆蓋范圍交廣，若要有效規(guī)避城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障，就必須要從源頭上做好信息和安全控制工作。其中信息管控是城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化的基本功能，可對(duì)城市配電系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)收集，為操作人員自動(dòng)化操作提供依據(jù)，要保障城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化信息儲(chǔ)存系統(tǒng)處于隨時(shí)更新的狀態(tài)，可對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收、篩選、分類、儲(chǔ)存，這樣若是后續(xù)配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就可以第一時(shí)間做出處置，發(fā)送正確的處置命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電狀態(tài)的合理管控，高效、便捷地處理故障。為此在配電系統(tǒng)管理儲(chǔ)存信息后，及時(shí)對(duì)運(yùn)行情況做出匯總，在出現(xiàn)故障前，就及時(shí)地發(fā)送預(yù)警信號(hào)，并做出合理有效地處置?？傊?，高效的信息管控功能，是防止城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障的關(guān)鍵，為避免城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障，就必須要加強(qiáng)信息管控工作，做好信息和安全控制，這樣才能更好地提升配電系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行效率，維護(hù)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行安全。

3.4 優(yōu)化配電網(wǎng)的接線方式

城市配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在不同地區(qū)的負(fù)荷各有不同，因此故障處理方式也有很大的差異，在實(shí)際處理過程中，應(yīng)該做到因地制宜，根據(jù)電網(wǎng)接線方式，合理地做出故障處理。如兩條電線“手拉手”的接線方式是一種最常見的配電網(wǎng)接線方式，這種接線方式具有接線簡(jiǎn)單，調(diào)度靈活的特點(diǎn)，當(dāng)一條線路出現(xiàn)故障，停電線路檢修可以通過聯(lián)通開關(guān)操作，短時(shí)間恢復(fù)供電[5]。此外，還可以通過安裝分段開關(guān)的方式，將整個(gè)線路劃分成若干個(gè)區(qū)段，這樣其中一個(gè)區(qū)段發(fā)生故障，也可以通過自動(dòng)化調(diào)度控制，將故障區(qū)與非故障區(qū)進(jìn)行區(qū)分，從而使非故障區(qū)可以快速通電，這樣就更好保障了城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化的安全性。但需要注意的是，對(duì)于一些負(fù)荷集中，且對(duì)供電可靠性要求比較高的區(qū)域，或者線路走線受到一定限制的區(qū)域，就可以采用三線兩站、三線三站的方式進(jìn)行接線，以此形成一個(gè)“Y”形線路，這樣可以更好的保障城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化穩(wěn)固運(yùn)行。

3.5 有效規(guī)避故障裝置檢修不當(dāng)操作

城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障處理與檢修工作人員操作和檢修不當(dāng)有很大的關(guān)系，因此為更好地保障城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化可靠性運(yùn)行，采取有效的措施規(guī)避故障裝置檢修不當(dāng)操作十分必要，本文建議從兩個(gè)方面入手。首先，加強(qiáng)對(duì)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化檢修工作人員的培訓(xùn)教育工作，應(yīng)定期組織內(nèi)部培訓(xùn)，幫助他們提升工作認(rèn)識(shí)，了解先進(jìn)前沿的城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化檢修技術(shù)，明確城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化的構(gòu)造結(jié)構(gòu)和原理，以此確保在發(fā)生故障時(shí)，可以快速做出檢修，并在日常工作中有序工作[6]。其次，構(gòu)建完善的責(zé)任制度，明確城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障檢修規(guī)劃流程，確保工作人員在實(shí)際工作中可以認(rèn)真遵守。同時(shí)要通過有效的獎(jiǎng)懲制度，提升檢修人員的責(zé)任心，有效規(guī)避故障裝置檢修不當(dāng)操作。

4 ?結(jié)語

城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化穩(wěn)固運(yùn)行，對(duì)城市用電質(zhì)量有著直接的影響，在新時(shí)期背景下，城市用電量不斷增加，雖然自動(dòng)化的配電系統(tǒng)裝置可以最大限度地對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，還是有很多不可抗力的因素，會(huì)導(dǎo)致城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障，因此為更好提升城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化供電質(zhì)量，今后還需不斷對(duì)城市配電系統(tǒng)自動(dòng)化及故障處理方式做出深化研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 田方媛.配電系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r評(píng)估及故障診斷研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2017.

[2] 李楚.智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的工程實(shí)踐[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2018.

[3] 付俊虎.城市網(wǎng)格化智能配電網(wǎng)規(guī)劃研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2019.

[4] 張宏偉.城市配電網(wǎng)項(xiàng)目EPC模式風(fēng)險(xiǎn)管理問題研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2017.

[5] 孫小涵.提升城市配角電網(wǎng)韌性的研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2019.

[6] 馬樂.配電網(wǎng)供電可靠性分析及提高措施研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2016.