10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)常見故障處理

黨 鳳

（國網(wǎng)陜西省電力有限公司 西咸新區(qū)供電公司，陜西 西咸新區(qū) 712000）

0 引 言

10 kV配網(wǎng)線路非常長，路徑情況也比較復(fù)雜，產(chǎn)生故障的機率較高，外力因素、環(huán)境因素、操作不當(dāng)以及超負(fù)荷運行等均會導(dǎo)致10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)產(chǎn)生故障。通過降低10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的故障產(chǎn)生機率，提高供電的安全性、穩(wěn)定性，滿足人們對電力資源的需求[1]。

1 10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)利用各種計算機技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)來對配網(wǎng)進(jìn)行全面監(jiān)管，從而使配網(wǎng)更加智能化、自動化、安全化，減輕工作人員的工作壓力。在配網(wǎng)運行過程中，10 kV配電自動化系統(tǒng)包括了110 kV變電站的10 kV饋線、高壓室、開關(guān)房等，同時還包括自動化能源調(diào)配體系和數(shù)字化管理體系，可以掌握配網(wǎng)關(guān)鍵用戶的動態(tài)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化配置。根據(jù)實際情況來進(jìn)行規(guī)劃，全面加強監(jiān)測工作，減少配網(wǎng)系統(tǒng)的故障和損耗[2]。

2 10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 自動化主站系統(tǒng)

自動化主站系統(tǒng)是10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中非常重要的1個部分，可以對主系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理。通過對電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，監(jiān)測電網(wǎng)運行的動態(tài)，實現(xiàn)人和設(shè)備之間的交互。遠(yuǎn)程控制電網(wǎng)，展現(xiàn)出其中可能產(chǎn)生的故障。根據(jù)收集的數(shù)據(jù)來開展工作，幫助工作人員隨時掌握電力系統(tǒng)的運行情況，及時處理其中所存在的問題[3]。

2.2 自動化子站系統(tǒng)

自動化子站系統(tǒng)也是10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的一部分，主要為主站系統(tǒng)提供服務(wù)。利用自動化子站系統(tǒng)對整個電力系統(tǒng)的饋線信息進(jìn)行管控，同時掌握監(jiān)控系統(tǒng)的信息，對數(shù)據(jù)采集設(shè)備中的信息進(jìn)行管理。一般的自動化子站系統(tǒng)包括2種，分別是信息匯集型子站系統(tǒng)和監(jiān)控型子站系統(tǒng)。信息匯集類型子站系統(tǒng)的作用是對附近區(qū)域的配電終端數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和使用，做好監(jiān)督工作，發(fā)現(xiàn)問題立即上報主站系統(tǒng)。監(jiān)控型子站系統(tǒng)具有監(jiān)控作用，如果發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)中一些線路和設(shè)備的故障，則會及時進(jìn)行隔離，從而保證配網(wǎng)其他區(qū)域的正常運行[4]。

2.3 配網(wǎng)測控端設(shè)備層

通過測控端設(shè)備，能促使電力系統(tǒng)的自動化主站、子站系統(tǒng)維持正常運行。在配電變壓器中安裝配電變壓器監(jiān)控系統(tǒng)，測量變壓器的參數(shù)。在配電網(wǎng)饋線柱子、斷路器、分段開關(guān)以及負(fù)荷開關(guān)處設(shè)立饋線終端，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，監(jiān)控這些設(shè)備的動態(tài)。此外，也能對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，方便管理環(huán)網(wǎng)柜、開閉所、配電變壓器等設(shè)備。一旦產(chǎn)生故障，測控端設(shè)備層能及時對故障區(qū)域進(jìn)行隔離，防止對其他區(qū)域產(chǎn)生影響。

3 10 kV配網(wǎng)中常見的故障

3.1 單相接地故障

單相接地故障在整個配網(wǎng)系統(tǒng)中很多見，容易對電力運輸?shù)姆€(wěn)定性產(chǎn)生影響，大多是由單相斷線的問題導(dǎo)致。一旦出現(xiàn)單相接地故障，電線承受的壓力就會太大，可能會導(dǎo)致設(shè)備被燒毀。除了不利于正常供電外，還會帶來其他的危險事故。針對單相接地故障，需要采取有效的措施來解決。

3.2 相間短路故障

造成相間短路故障的原因有很多，如線路碰到異物、受到外界環(huán)境因素影響、電纜和設(shè)備長期超負(fù)荷運行以及絕緣老化等。一旦產(chǎn)生相間短路故障，就可能對電力系統(tǒng)中的架空線路造成損壞。

3.3 斷路故障

在10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，斷路故障非常常見，一般體現(xiàn)在回路不通等方面。此外，斷路中所形成的電弧還容易造成電氣火災(zāi)、爆炸等危險事故，日常工作中需要及時解決。

4 10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)常見故障處理的對策

4.1 集中控制故障處理

10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，通過集中控制模式可以對配電終端進(jìn)行檢測，針對10 kV配網(wǎng)運行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控。若是其中產(chǎn)生了終端故障，便會進(jìn)行自動預(yù)警。按照系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，分析其中的故障因素?？焖倥袛喙收项愋停页龉收纤诘奈恢?，而且也要采取措施對故障進(jìn)行隔離處理。工作人員需要按照系統(tǒng)對故障的判定制定出解決故障的對策，也可以采取遠(yuǎn)程控制的方法來對故障點進(jìn)行隔離，從而起到保護(hù)設(shè)備的作用。該方法不需要和電力系統(tǒng)重合閘進(jìn)行配合，操作起來非常方便，不需要進(jìn)行分段，隨時根據(jù)實際情況來延伸。

4.2 遠(yuǎn)距離故障點處理

10 kV配網(wǎng)一般采用電纜線路的模式，少數(shù)地區(qū)是將電纜線和架空線混合使用，還有一些地區(qū)只采用了架空線模式。采用故障指示器，并將其安裝到線路中，通過監(jiān)測系統(tǒng)來檢測10 kV配網(wǎng)運行故障，實現(xiàn)對故障發(fā)生點的可視化定位，從而全面掌握故障情況，提高故障處理效率。

要處理遠(yuǎn)距離故障點，需要采取以下方法。第一，設(shè)置故障指示燈。對于經(jīng)濟不發(fā)達(dá)地區(qū)的配網(wǎng)架空線路，故障指示燈非常重要。配網(wǎng)線路運行中出現(xiàn)故障時，故障指示燈會發(fā)亮，這時工作人員需要對故障位置進(jìn)行定位，并且做好處理工作。第二，將故障指示燈和通信系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，從而形成故障自動警報系統(tǒng)。其中的通信系統(tǒng)能夠?qū)收闲畔⑦M(jìn)行收集、處理，傳遞給遠(yuǎn)程控制中心。自動判斷故障類型后，將故障判定結(jié)果發(fā)送給維修工作人員，方便進(jìn)行處理。第三，將故障指示器、通信設(shè)備和故障定位主站結(jié)合在一起使用。一旦10 kV配網(wǎng)中產(chǎn)生了故障，那么現(xiàn)場終端會對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。在判斷故障后，將故障數(shù)據(jù)和判斷結(jié)果通過通信設(shè)備傳遞給工作人員，實現(xiàn)對配網(wǎng)的全面監(jiān)控。根據(jù)最后得出的結(jié)論安排維修任務(wù)，指導(dǎo)維修工作的開展。在這個過程中，還可以利用故障遙測信息和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)減少維修的時間，提高維修效率[5]。

4.3 對故障進(jìn)行智能定位

在對10 kV配網(wǎng)故障進(jìn)行定位時，可以采用智能分布式技術(shù)。在現(xiàn)場終端檢測到配網(wǎng)故障信息后再傳遞給主站系統(tǒng)，全面分析終端信息，對故障進(jìn)行智能定位，將故障信息傳遞給子站。該系統(tǒng)模式中，故障保護(hù)配置包括接地預(yù)警、三相過流保護(hù)以及重合閘等。通過采用先進(jìn)的故障處理方法，可以快速解決故障問題。

4.4 對開關(guān)進(jìn)行改造和管理

10 kV配網(wǎng)自動系統(tǒng)的開關(guān)也很容易產(chǎn)生故障，不管是開關(guān)結(jié)構(gòu)，還是四周環(huán)境，都會導(dǎo)致開關(guān)故障產(chǎn)生。先對故障進(jìn)行查找和排除，根據(jù)熔斷器的保護(hù)動作來進(jìn)行判斷，分析其到底是線路兩相斷路還是三相斷路，推測出故障的位置。選擇適宜的10 kV智能配網(wǎng)開關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)饋線自動化管理和分段開關(guān)的目的，促使不同的分支路線單獨運行，不會互相干擾，保證供電的穩(wěn)定性、安全性。

除此之外，也可根據(jù)相應(yīng)的情況對開關(guān)進(jìn)行合理改造，對10 kV配電線路進(jìn)行分段。將其分為3段，安裝3個負(fù)荷開關(guān)、斷路器。在線路的前面部分使用沒有保護(hù)作用的復(fù)合開關(guān)，在線路的后面部分則采用3個保護(hù)型斷路器，在支線中采用能起到保護(hù)作用的斷路器、開關(guān)。

5 10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)故障預(yù)防的措施

5.1 對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃

第一，在自動化系統(tǒng)中，環(huán)形線路網(wǎng)模式可以解決供電不足的問題，強化供電性能。按照供電密集程度來對整個10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的電源模式進(jìn)行設(shè)計，在偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)置多個電源。

第二，采用區(qū)域劃分的供電模式能減少供電方面的問題，也就是在整體供電的模式下根據(jù)地區(qū)的電力運輸情況來劃分區(qū)域，每個區(qū)域獨立，互相之間不能產(chǎn)生影響。

第三，對于區(qū)域劃分供電模式的斷路，可采用通用的負(fù)荷式開關(guān)，不再使用過去的斷路器設(shè)備，在減少成本的同時，也滿足供電斷路的需要。

第四，在設(shè)計10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)時，要盡量遵循簡潔和節(jié)約的原則。在系統(tǒng)的操作和應(yīng)用方面也要遵循方便簡潔的原則，減少工作方面的負(fù)擔(dān)，滿足自動化系統(tǒng)的使用需要。

5.2 做好線路防雷的工作

在對10 kV配網(wǎng)中的線路進(jìn)行改造和規(guī)劃時，需盡量避開落雷區(qū)，安裝相應(yīng)的避雷設(shè)備。在平時要加強對配電變壓器和防雷設(shè)施的檢測，同時也要檢測接地網(wǎng)和接地電阻，保證接地網(wǎng)的接地阻值達(dá)到一定的要求。在選擇避雷器時，要選擇放電效果好、絕緣擊穿率低的避雷器，淘汰過去的閥型避雷器。此外，加強防雷改造也是非常重要的工作，對于防雷性能非常薄弱的配電網(wǎng)點，可開展其他保護(hù)設(shè)備的安裝工作。

5.3 對電力設(shè)施進(jìn)行保護(hù)

在交通道路四周的桿塔上，要涂抹1層反光的油漆。對于路上的拉線，則要做好標(biāo)記。此外，對電力電纜通道進(jìn)行標(biāo)志，避免在施工的過程中對電纜產(chǎn)生損壞。在平時的維修和維護(hù)工作中，要加強對現(xiàn)場的巡邏。如果發(fā)現(xiàn)威脅到電力設(shè)施的行為，則需要立即進(jìn)行制止，嚴(yán)厲打擊破壞電力設(shè)施的現(xiàn)象。最后還要加強電力設(shè)備缺陷的監(jiān)管，做好記錄工作，制定合理的管理和維護(hù)計劃，從而保證配網(wǎng)線路的安全運行，從源頭上降低故障產(chǎn)生的概率。

5.4 提高配網(wǎng)設(shè)備運行的水平

在平時的維修維護(hù)工作中，電力企業(yè)還要加強對配電變壓器、線路絕緣子以及避雷器的監(jiān)管，定期開展排查工作。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在潛在故障，則要及時進(jìn)行處理，提高故障處理的水平。例如，配電變壓器故障很容易導(dǎo)致線路停電問題，因此需要強化配電變壓器的應(yīng)用。隨時檢查三相電壓的情況，判斷其有沒有產(chǎn)生失衡現(xiàn)象，及時采取措施進(jìn)行處理。只有提高了配網(wǎng)設(shè)備的運行水平，才能夠?qū)收线M(jìn)行預(yù)防。

6 結(jié) 論

綜合分析了10 kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)常見故障，希望能構(gòu)建先進(jìn)的配網(wǎng)管理系統(tǒng)，采用先進(jìn)的技術(shù)來采集相關(guān)信息，從而快速判斷故障的位置與類型，制定出科學(xué)合理的解決方案，更好地為用戶服務(wù)，提高供電的總體質(zhì)量。