智能配網(wǎng)故障快速定位方法

楊樹志

摘要：進入新時期以來，電力作為一種特殊的產(chǎn)品，在我國的經(jīng)濟和社會生活中扮演著越來越重要的角色，我國生產(chǎn)力的發(fā)展對電能的依賴性也愈顯凸出。配電系統(tǒng)處于電力系統(tǒng)的末端，是連接供電系統(tǒng)和用電主體的橋梁，是電能輸送的最后一道環(huán)節(jié)，因此配電系統(tǒng)的運行效果將對用戶的供電質(zhì)量產(chǎn)生最直接的影響。采用傳統(tǒng)的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)時，地埋電纜往往和架空線路混合架設，配電設備的種類繁多并且不具有統(tǒng)一的規(guī)格，再加上舊式設備不具備開關(guān)保護，一旦發(fā)生配網(wǎng)線路故障，往往會造成大面積長時間停電的現(xiàn)象。智能配網(wǎng)的改造升級和故障快速定位將有助于搶修工作人員及時對故障進行現(xiàn)場處理，使得故障設備能夠被快速準確地識別并隔離，在短時間內(nèi)實現(xiàn)對故障區(qū)域的恢復供電，對提升配電網(wǎng)絡供電質(zhì)量以及提高對客戶的服務水平有著十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：配電自動化;故障定位;方法對策

1智能配網(wǎng)故障快速定位的要求

配網(wǎng)自動化的改造和升級將有利于提升供電質(zhì)量和穩(wěn)定性，同時也對智能配網(wǎng)故障的快速定位提出了新的要求。第一，需要建立專門的擁有故障定位和隔離功能的配電主站系統(tǒng)，以實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡的實時監(jiān)測;第二，解決單相接地故障信號檢測難的問題，在配電故障點定位時，非金屬性接地故障的特征信息較為微弱，獲取難度較大，需要在故障偵測系統(tǒng)中設計一種機制，對其實現(xiàn)有效檢測;第三，實現(xiàn)智能配網(wǎng)故障的快速定位必須要考慮方法的經(jīng)濟性，考慮到配電網(wǎng)絡點多面廣的特點，在充分利用現(xiàn)有資源的基礎上，進行創(chuàng)新研究;第四，實現(xiàn)較高自動化水平的故障定位，實現(xiàn)故障定位的實時性和精準性，并且提高硬件設備在各種工作環(huán)境中的適應性，在故障發(fā)生的第一時間對故障設施隔離，故障區(qū)域由其他非故障區(qū)域轉(zhuǎn)供電。

2配電網(wǎng)的主要故障類型

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，某一個組成元件的故障都有可能波及整個網(wǎng)絡的穩(wěn)定，因此在配網(wǎng)故障分析與排查時，基本上都需要操作相應開關(guān)或斷路器對故障區(qū)段來進行隔離診斷，并且由于所有元件的故障最終都會在饋線上反映出來，所以為了便于對故障的分析和處理，一般把故障看作是發(fā)生在線路上的?；谝陨锨疤?，可以把配電網(wǎng)故障分為以下幾種類型。

2.1單相接地

單相接地，是配電網(wǎng)系統(tǒng)中最多發(fā)的故障類型。導致出現(xiàn)該類故障的原因有很多，在城市地區(qū)最常見的為道路兩旁樹木過高與線路相搭接而造成配網(wǎng)故障。在中性點不直接接地的配電系統(tǒng)中若發(fā)生單相接地故障，雖然不會產(chǎn)生較大的短路電流，但是非故障相的電壓卻會異常升高，若不進行及時的故障排除，并在該狀態(tài)下配網(wǎng)繼續(xù)運行，很容易在時間的作用下發(fā)生絕緣被擊穿的情況，進而引發(fā)更嚴重的短路故障。

2.2兩相短路

兩相短路一般是受到外界影響所致，例如雷擊或外力壓迫等。線路發(fā)生兩相短路故障時將產(chǎn)生很大的短路電流，若隔離處理不及時，容易引發(fā)故障線路燒毀和大面積停電的不良局面。

2.3三相短路

三相短路可謂是配電網(wǎng)中最為嚴重的故障，具體是指對稱分布的ABC三相在同一處發(fā)生了短接，從而引發(fā)了極大的短路電流，在智能配網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生這種故障的概率極低，一般均是由人為因素所致的。

2.4缺相

缺相是指10kV系統(tǒng)的一相或兩相無電壓，三相電機則無法運作的故障類型。

3智能配網(wǎng)故障快速定位的方法研究

3.1利用重合器和分段器進行故障快速定位

利用重合器和分段器進行智能配網(wǎng)故障快速定位的方法適用于輻射狀或環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。其主要工作原理是，當配網(wǎng)某段出現(xiàn)故障時，安裝在線路上的重合器會自動對故障電流進行檢測，判定為線路故障后會自動跳閘，一定時間以后又會自動重合。分段器能夠智能記憶重合器的分合次數(shù)，從而能夠按照事先在程序中輸入的指令，使重合器達到規(guī)定次數(shù)的分合。配電系統(tǒng)中重合器和分段器相互配合使用，對于瞬時故障，重合器跳閘第一次重合后，線路將恢復供電;對于永久性故障，重合器將完成預先整定的所有重合次數(shù)，確認為永久性故障后，則進行閉鎖，不再重合，此時分段器也將自動分閘并閉鎖，兩者配合以達到對故障線路區(qū)段進行隔離的目的。

3.2利用FTU進行故障快速定位

為應對在上述方法中存在的不足，基于FTU與SCADA通信網(wǎng)絡的智能配網(wǎng)應運而生?；贔TU的智能配網(wǎng)能夠?qū)τ脩簟h(huán)網(wǎng)柜以及開閉所的戶外饋線實現(xiàn)遠距離通信、監(jiān)測、控制以及故障電流監(jiān)測等，利用FTU傳輸?shù)椒治鼋K端的參數(shù)，經(jīng)過分析終端的運算能夠較快捷地實現(xiàn)故障定位。配電網(wǎng)樹狀分支的結(jié)構(gòu)特點使得故障總是出現(xiàn)在從電源側(cè)開始最后一個流過故障電流的開關(guān)節(jié)點到第一個沒流過故障電流的開關(guān)節(jié)點之間，因此對于具有這種結(jié)構(gòu)的輻射狀配網(wǎng)、樹狀配網(wǎng)和處于開環(huán)運行的環(huán)網(wǎng)，判斷和鎖定故障區(qū)段只要根據(jù)饋線沿線各開關(guān)是否流過故障電流就可以了，而想要實現(xiàn)對開關(guān)節(jié)點是否過流進行檢查，則需要安裝FTU。

3.3利用用戶故障反饋電話進行故障快速定位

FTU系統(tǒng)能夠獲取各種實時信息以便于對配電網(wǎng)絡進行快速故障定位，在實際運行中配電網(wǎng)絡故障的快速定位還有賴于另一類重要的故障信息來源，即用戶的故障反饋電話信息。用戶故障反饋電話作為FTU和SCADA系統(tǒng)的重要輔助和補充，主要被用來進行非測控區(qū)的故障定位，即那些沒有納入到FTU和SCADA信息通信系統(tǒng)中的區(qū)域。隨著我國用電用戶維護自身用電安全穩(wěn)定意識以及用電基本常識的提升，電話報修系統(tǒng)獲取的用戶信息反饋能夠有效地幫助供電部門實現(xiàn)配網(wǎng)故障的快速定位。通過獲取用戶的供電代碼以及該用戶與變壓器的連接關(guān)系可以進行初步的故障定位，并且其實現(xiàn)無須專門的設備，成本較低，具有較強的可行性。

4結(jié)束語

智能配網(wǎng)是我國電網(wǎng)改造和電力系統(tǒng)升級的重要工作之一，隨著自動化技術(shù)的持續(xù)挖掘和應用，智能配網(wǎng)將進一步完善和優(yōu)化。各地配網(wǎng)自動化程度的不斷提升也給故障特征檢測技術(shù)以及故障定位提出了更高層次的要求，利用日趨完善的通信技術(shù)和計算機技術(shù)對故障定位的方法予以創(chuàng)新和改造有利于推動故障定位方法的進步，而智能配網(wǎng)故障的快速定位能夠促使整個配網(wǎng)的運行更加安全、經(jīng)濟和可靠。

參考文獻

[1]周勁松，唐鵬，梁林.GIS在電力系統(tǒng)應用的探討[J].黑龍江電力，2015，25（2）：116-118.