智能配電網的故障處理技術

羅軍鋒 國網延安供電公司

伴隨著社會的發(fā)展，要想滿足社會各個階層的生產生活和工作需要，以往高污染、高消耗的發(fā)展方式已經無法適應現(xiàn)代社會的發(fā)展需要，尤其是電力行業(yè)，要想實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，就需要不斷轉變觀念，緊跟時代發(fā)展的腳步。建立更加環(huán)保的電能供應系統(tǒng)。近幾年，智能配電網的廣泛應用就有效決絕了以往電力傳輸過程中消耗過高的問題，但是智能配電網在實際運行的過程中也經常會出現(xiàn)各種類型的故障，本文就進行了具體的研究。

一、基于繼電保護與配電自動化配合的配電網故障處理技術

（一）兩級級差自動化配合及保護方法

配電管理工作者在選取線路開關期間，不管是出線開關還是用戶開關，亦或是支線開關，均應當首選斷路裝置。但是在主干線中，選取的開關應當將負荷開關作為中心，對于斷路保護工作，能夠依托變壓設施出線斷路設施實施，這個動作的實施時長應不低于200ms，同時不高于250ms。對于用戶開關與支線開關而言，其對保護延時動作的實施時長非常短，基本上可以忽視。使用此種模式大致有三個方面的優(yōu)勢，第一，若產生用戶線路故障亦或支線故障，開關會馬上實施跳閘操作，以保障故障不妨礙到線路的平穩(wěn)運行，而且可以防止線路斷電情況的發(fā)生。第二，配電網運行效率更高，此是由于越級跳閘問題和多級跳閘問題得以根本解決，故障信息的搜集更為迅速，故障地點判斷更為精準。并且，故障剖析和開關操作由于兩級極差的協(xié)調而變得更為簡易，故障解決質效大幅提升。第三，供電體系電能生產費用得以下降，此是由于電力公司無需耗費大額資金維護供電系統(tǒng)，進而讓企業(yè)的物質收益空間增大。

（二）多級級差自動化配合及保護方法

對于多級極差保護配合方式來說，這種模式應當依照配電工作的實際需求，科學設定出線開關和10KV饋線開關的延時時長，以利于保護工作進行，保證智能配電網得以全面保護。通常狀況下，部分變電站考量到短路電流會從某個層面影響到配電系統(tǒng)，為此對低壓側開關采用一定的過流保護舉措。而且，由于上級保護定值的大小會有很大程度的影響，為此應當盡量減短設置時長以實現(xiàn)多級極差保護延時配合目標。目前，變電站在使用饋線短路裝置開關的時候，應當把機械動作時長管控在三四十毫秒之間，且把熄弧時長維持在10ms上下，但是保護響應時長應當設置在30ms，這種情況下饋線開關在實施延時保護指令的時候，能夠迅速將故障電流分離。若開關中裝設有斷路器亦或熔斷器的時候，假如磁涌流較少，應當恰當增大電流數(shù)值，以盡可能減短故障時間。但是，若線路產生瞬時性異常，不適合使用多級極差配合方式處理。

（三）對于故障類型采用統(tǒng)一處理方式

對于某些故障來說，為提升故障解決的實效性，可以使用統(tǒng)一處理方式，此種處理方式與主干線線路故障解決方式有一些差別。比如，在主干線類別使用架空饋線的時候，故障處理工作者對故障進行統(tǒng)一解決時應當依照下述步驟進行：第一，若故障處于饋線里側，應當?shù)谝粫r間將故障電流分離。第二，在0.5s的延時完成之后，斷路裝置會實施重合動作對異常類別進行判斷。在重合動作完畢之后，故障類別就是瞬時性異常，若重合動作無法順利進行，就能夠將故障類別歸于永久性故障。第三，線路故障產生之后，配電網終端可以智能搜集故障數(shù)據(jù)，之后依托主站剖析故障數(shù)據(jù)，這種情況下就能夠明確故障的地點與故障的類別。第四，在斷路裝置判定為瞬時性故障的情況下，主站會錄入故障信息，以利于故障再一次產生的時候可以有大量的參考性數(shù)據(jù)。在斷路裝置判定為永久性故障的時候，維修工作者就要對故障點周邊的開關分閘進行管控，以快速將異常線路與正常線路分隔，另外變電站會下發(fā)命令，促使聯(lián)絡開關與斷路器開關合閘，基于此保證其他地區(qū)電能的正常供給。在故障解決完之后，修理工作者會把故障有關數(shù)據(jù)，比如故障類別、解決方式、故障地點等儲存到系統(tǒng)中，便于之后遇到同類故障的時候，修理工作者第一時間調閱此些數(shù)據(jù)當作修理的重要參考，進而完成對近似故障的精準、高效維修，確保配電網電能供給免受不良影響。

（四）物聯(lián)網技術和故障定位

最近幾年，隨著中國科技的不斷發(fā)展，以物聯(lián)網為代表的新技術也得到一定的發(fā)展。從目前的發(fā)展情況上看，物聯(lián)網技術給人們帶來的便利是十分顯著的。目前人們在實際工作過程中已經可以運用物聯(lián)網實現(xiàn)無線感應定位、視頻識別及激光掃描的那個多種不同的技術。為更好地推動物聯(lián)網的技術發(fā)展，人們將物聯(lián)網運用到智能監(jiān)測與故障分析的領域之上，具體如圖1所示。在不斷的完善過程中，物聯(lián)網本身所能發(fā)揮出來的價值變得愈加顯著。

圖1 定位系統(tǒng)架構示意圖

二、基于物聯(lián)網技術的配電網在線故障定位系統(tǒng)的設計

傳統(tǒng)工作條件下，在電網配電維修工作正式投入開展的整個過程當中，配電網一旦發(fā)生出現(xiàn)配電故障就必須需要花費巨大的時間、人力、物力、做好對配電故障發(fā)生點的及時定位排查工作。所以，要進一步擴大加強推進物聯(lián)網信息技術在在線配電網及在線配電故障檢測定位系統(tǒng)建設中的推廣運用規(guī)范力度。

（一）智能配電網信息采集與傳輸

在配電網在線故障定位系統(tǒng)實際應用的工作流程當中，重點涉及如下四個方面的內容：第一，采用高參數(shù)、高精準度方法來對配電網在其實際工作流程當中所形成的各種有效數(shù)據(jù)，進行全方位的收集工作；第二，使用錄波功能推動物聯(lián)網技術在電網修復工作之中的具體作用，發(fā)揮其網絡跟蹤價值，提升工作效率；第三，結合高度、多拓撲的網絡結構特點展開信息傳遞，從而形成一個更為健全的網絡結構。第四，應采用更加科學的管理方法對其電路進行有效的管理，一旦在施工過程中出現(xiàn)故障應做到及時修復。

（二）配電網在線故障定位和快速恢復系統(tǒng)設計

在對其系統(tǒng)進行優(yōu)化過程中，需要結合實際情況對其配電過程中的故障節(jié)點進行有效的診斷。其內容主要涉及到對錯誤信息的收集與整理，對各種數(shù)據(jù)的分析與判斷。將各種分析后的數(shù)據(jù)上傳到總控制中心后，在從控制中心將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到其它的數(shù)據(jù)分析庫進行整體分析，從而更好地對其故障點進行判斷。最后會將所有的數(shù)據(jù)上傳至恢復中心進行整理。

（三）云端遠程專家在線診斷系統(tǒng)設計

在運用互聯(lián)網信息技術對全國智能配電網在線故障定位系統(tǒng)正式設計的過程當中，為使故障的定位更為迅速、精準，設計人員還為該系統(tǒng)專門設計了云端專家的在線診斷故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個更加先進的故障診斷和定位系統(tǒng)，為確保該系統(tǒng)功能的正常實現(xiàn)，設計人員還連接了本地故障定位和快速故障修復系統(tǒng)。采用這樣的方法，如果智能配電網在工作過程當中，受到各種因素的影響而出現(xiàn)了故障，就能夠對故障出現(xiàn)的位置做出更快速的定位。與此同時，通過對配電網在工作流程當中形成的各種數(shù)據(jù)進行分析后對相關的故障做出了正確的診斷，進而使得整個電力系統(tǒng)都可以有效的開展相關的系統(tǒng)修復工作，讓配電網快速恢復到正常運行的狀態(tài)當中，為人們的日常生產生活提供強有力的保障。這個體系在實踐應用的過程當中具有非常明顯優(yōu)點，但同時也面臨著若干問題，值得人們采用積極措施進一步克服。首先，該系統(tǒng)在實際應用的過程當中，依然是一個相對獨立的系統(tǒng)。為保障該系統(tǒng)的正常工作，有一個獨立的處理單元供其對相關數(shù)據(jù)進行分析，而采用這種的處理方法，就能夠使電力企業(yè)在不連通網絡的情況下，這樣可以更好地提升故障診斷的效果，并在一定程度上提升電網故障診斷的實際效率。將這一技術廣泛的運用到電網的修復工作之中，能更好地實現(xiàn)網絡故障的快速診斷與分析，對修復電網、實現(xiàn)生產、生活用電正常起到一定的幫助作用。

三、物聯(lián)網技術在智能配電網故障定位案例

本次案例分析的案例主要選自與延安配電網自動化改造項目之中。這一項目成立于2019年，計劃通過一年的時間完成相關內容。項目建設結束后將實現(xiàn)區(qū)域智能監(jiān)控、故障定位與判斷、供電快速恢復等相關功能。下面選取2019年11月份的一天作為觀測對象進行分析（見表1）。

表1 大學城配網系統(tǒng)故障表

因為整個大學城配電線路較多，且故障表示器的設置量較小，所以在今后工作中可以適量擴大故障表示器與通訊終端數(shù)量或減少故障指示范圍，但是并不能過多，不然由于單設備的可靠性因素，系統(tǒng)的總體安全性會有下降。使用該故障定位系統(tǒng)后，供電運營管理人員能夠比較快捷地隔離故障范圍，并先行恢復主線及其他支線電源，進而于故障范圍內集中搶修力量尋找故障地點，并快速排除故障，從而大大地提高了搶修工作效能，有效縮短了用戶的停電時間，給供電企業(yè)和用戶提供了顯著的社會經濟效益。表2為故障定位系統(tǒng)安裝前后的對照。

表2 智能故障定位系統(tǒng)安裝前后對比

從統(tǒng)計表2中可以得知，經過我國智能供電故障跟蹤定位系統(tǒng)的廣泛投入使用以后，其供電故障平均查找時間、搶修管理資金、停電搶修時間等管理成本均已經有了明顯性的減少，供電管理系統(tǒng)運行可靠性率大大提高了，而且在顧客中的投訴事件總量也隨之減少了不少，所以其產生的各種社會效益、經濟效益都非?？捎^。

四、物聯(lián)網技術在智能配電網故障定位優(yōu)勢

借助物聯(lián)網技術的合理應用，在對智能配電網實現(xiàn)故障定位的過程中，將具有如下幾方面的優(yōu)勢：

首先，與目前傳統(tǒng)的移動配電網電力故障監(jiān)測定位分析技術相比較而言，物聯(lián)網定位技術的合理推廣應用已經能夠大幅的有效降低在現(xiàn)代電力行業(yè)的配電故障分析定位及處理過程當中，所需要花費的大量人力、物力、財力。

其次，這種技術在實踐運用期間有十分突出的優(yōu)勢。另外，因為物聯(lián)網技術在實踐運用期間有很多優(yōu)勢，在此技術應用到配電網故障定位環(huán)節(jié)時定位結果更加精準。與此同時，還可以進一步擴大對故障站點定位的覆蓋范圍。這樣的功能，無疑使得在電力企業(yè)實際工作的流程之中大大地降低了故障點檢查的盲區(qū)，也使得在配電網的實際工作流程之中的工作效率獲得了根本性的提升。

五、結束語

綜上所述，在電力系統(tǒng)中，智能配電網的運行效果在很大程度上影響著系統(tǒng)，要保證平穩(wěn)、高效運行，一定要增強故障處理，基于故障處理的真實需求，選取恰當?shù)奶幚矸绞?，保證故障第一時間得到妥善解決。在配電網故障解決過程中，依托配電自動化和繼電保護的密切配合，完成對配電網異常的處置，可以大幅提升配電網安全管理控制能力，防止配電網運行異常的產生，避免配電網故障造成更惡劣的影響，此對于我國總體供電品質的提高有重大實踐價值。