自動(dòng)化設(shè)備在10kV線路故障處理中的應(yīng)用研究

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司韶關(guān)供電局 羅軍政

通過(guò)對(duì)配電自動(dòng)化設(shè)備的分析，可從中了解到其屬于10kV配電網(wǎng)中的故障指示器，實(shí)現(xiàn)故障問(wèn)題、威脅因素等方面的實(shí)時(shí)監(jiān)督，旨在促進(jìn)其維修水平的全面提升。通常該設(shè)備存在著各種各樣的種類，因此在實(shí)際選擇期間對(duì)相關(guān)工作者也提出了相應(yīng)的要求，即要求其要借助于豐富的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合具體狀況來(lái)選擇出最為合適的配電自動(dòng)化設(shè)備，這樣做的目的是將存在的安全隱患扼殺在搖籃之中，讓電力運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性上升到一個(gè)新的高度。

故障指示器。從當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看在相關(guān)行業(yè)中得到了普遍的認(rèn)可與推崇，通常布設(shè)在架空線與電纜的特點(diǎn)位置[1]，并能在自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)布置。出現(xiàn)短路情況一般都與接地發(fā)生故障密不可分，此時(shí)可借助于該設(shè)備對(duì)發(fā)生問(wèn)題的地方做好相應(yīng)的標(biāo)記工作，并在此基礎(chǔ)上將維修工作落實(shí)到實(shí)際的工作中。

饋線自動(dòng)化開(kāi)關(guān)?？勺屜嚅g負(fù)載電流、短路電流、零序電流實(shí)現(xiàn)互相隔絕目的，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各部件的有效保護(hù)；能實(shí)現(xiàn)對(duì)單元的科學(xué)把控，存在著靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)；能切實(shí)保障線路的穩(wěn)定運(yùn)作，從整體上減少跳閘情況出現(xiàn)的次數(shù)；饋線自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的影響和其他零部件進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比較為明顯，對(duì)減少日后故障的出現(xiàn)能夠起到關(guān)鍵性作用[2]。

智能控制器。該設(shè)備通常對(duì)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、智能元器件、通訊信號(hào)處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行了充分利用，大大迎合了電力企業(yè)計(jì)量、電能質(zhì)量檢測(cè)、變壓器工況監(jiān)控、無(wú)償補(bǔ)償、負(fù)荷管理、集抄幾種功能的需求：一是該設(shè)備存在著較多的特點(diǎn)，具體體現(xiàn)在維護(hù)次數(shù)少、裝置擴(kuò)展方便等方面，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線路的有效保護(hù)。

1 對(duì)于10kV線路全面開(kāi)展故障處理的必要性

10kV配網(wǎng)在電力系統(tǒng)當(dāng)中占有著不可或缺的地位，并也展示為不可小覷的用戶供電價(jià)值。但從當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，該線路出現(xiàn)故障問(wèn)題的情況屢見(jiàn)不鮮，繼而對(duì)用戶供電質(zhì)量與水平產(chǎn)生直接的影響。基于情形較為嚴(yán)重的狀態(tài)下，以上線路故障問(wèn)題還會(huì)對(duì)一些關(guān)鍵線路設(shè)備產(chǎn)生不利影響，繼而讓停電情況與日俱增。對(duì)這種情況進(jìn)行深度剖析后可知，主要與以下幾點(diǎn)存在密切聯(lián)系：外力原因?qū)υ摼€路造成破壞[3]、線路自身受到絕緣擊穿、惡劣天氣等?；谶@種狀況之下，配網(wǎng)就極易衍生出不能連續(xù)供電的情況，此時(shí)無(wú)論是針對(duì)供電企業(yè)還是用戶來(lái)說(shuō)均會(huì)遭受到相應(yīng)的損失。

顯而易見(jiàn)的是，相關(guān)部門現(xiàn)階段就這種類型的供電線路亟待著眼于全面予以維修，緊接著借助于切實(shí)可行的方法來(lái)早日實(shí)現(xiàn)故障隔離與其他故障處理。現(xiàn)階段不管是針對(duì)線路檢修還是處理故障，在整個(gè)環(huán)節(jié)中均可對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行充分利用，所以大大降低了停電情況的出現(xiàn)。相比而言，該設(shè)備自身均存在著明顯的準(zhǔn)確性。相關(guān)工作者對(duì)于上面的設(shè)備倘若可充分利用，那么可充分確保確保10kV線路穩(wěn)定運(yùn)作，對(duì)提高供電水平、促進(jìn)電力企業(yè)健康發(fā)展等方面有著積極的意義。

2 自動(dòng)化設(shè)備在10kV線路故障處理中的應(yīng)用要點(diǎn)

電力企業(yè)在10kV線路故障處理當(dāng)中對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行了使用，旨在讓存在的故障問(wèn)題可得到妥善處理，自動(dòng)化設(shè)備在10kV線路故障處理中的應(yīng)用要點(diǎn)體現(xiàn)在以下方面。

2.1 饋線自動(dòng)化技術(shù)

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)10kV饋線的分析，可了解到該饋線通常是對(duì)柱上開(kāi)關(guān)斷路器及負(fù)荷開(kāi)關(guān)進(jìn)行了充分利用。斷路器主要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障電流及負(fù)荷電流的有效斷開(kāi)，但就負(fù)荷開(kāi)關(guān)而言，其只具備分?jǐn)嘭?fù)荷電流的功能。顯而易見(jiàn)的是，以上兩種設(shè)備均無(wú)法達(dá)到自動(dòng)切斷故障的效果。

客觀上配置常規(guī)的斷路器及負(fù)荷開(kāi)關(guān)雖會(huì)節(jié)省一定成本，但也存在很多薄弱之處：針對(duì)主干線與分支線，永久性故障或瞬時(shí)故障的出現(xiàn)均極易增加開(kāi)關(guān)跳閘情況發(fā)生的次數(shù)；對(duì)于饋線出線開(kāi)關(guān)，一般需多次分閘與合閘，久而久之就會(huì)發(fā)生停電情況，同時(shí)也會(huì)在無(wú)形中對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響[4]；無(wú)論針對(duì)大型還是小型故障，相關(guān)工作者除要進(jìn)行全線排查，還要一段一段地去對(duì)負(fù)荷開(kāi)關(guān)進(jìn)行分閘抑或合閘，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)故障位置的科學(xué)明確。不管是針對(duì)短路器還是開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)而言，均無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控目的。

饋線自動(dòng)化技術(shù)安裝了相應(yīng)的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)一般可分為以下類型：

智能柱上斷路器。其工作原理是在充分結(jié)合饋線具體效果的基礎(chǔ)上安裝保護(hù)單元、自動(dòng)化控制單元，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)短路電流、零序電流、負(fù)荷電流的有效切斷：同時(shí)還能和帶時(shí)限的過(guò)流保護(hù)相配合來(lái)切實(shí)保護(hù)好重合閘，通常配置在饋線的干線、饋線的支線上；智能柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)?；谝酝?fù)荷開(kāi)關(guān)上安裝了與之相匹配的自動(dòng)化控制單元，可實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷電流、零序電流的有效切斷，還存在壓延時(shí)合閘、無(wú)壓延時(shí)分閘功能，所以能讓故障區(qū)域與無(wú)故障區(qū)域處于分離的狀態(tài)，通常也配置在饋線的干線、支線上。

饋線自動(dòng)化智能控制器。一般與斷路器、重合閘、負(fù)荷開(kāi)關(guān)處于互相連接的狀態(tài)，緊接著設(shè)置相應(yīng)的控制參數(shù)，借助于各種通信形式來(lái)達(dá)到實(shí)時(shí)通信目的。該設(shè)備允許安裝各種保護(hù)功能，能安裝速斷保護(hù)、零序保護(hù)等；分支用戶分解斷路器。在全面了解具體需求的同時(shí)，通過(guò)整定保護(hù)定值，促使饋線出線斷路器及自動(dòng)化斷路器互相合作，這樣就可讓存在的故障問(wèn)題得到妥善處理，繼而降低停電情況發(fā)生的次數(shù)。

要想強(qiáng)化電網(wǎng)運(yùn)作的可靠性與穩(wěn)定性，就要結(jié)合路線具體功能選擇最為合適的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)，這樣不單能快速實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV饋線的科學(xué)監(jiān)督，且借助于故障分段隔離技術(shù)可在很大程度上讓設(shè)備與變電站間的保護(hù)有效配合，從源頭上大大降低負(fù)荷開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的科學(xué)明確。這里將分支線分界斷路器ZBI和分支線用戶分界負(fù)荷開(kāi)關(guān)當(dāng)作論述對(duì)象，該位置出現(xiàn)了永久性故障，存在帶時(shí)限保護(hù)及重合閘功能的分界斷路器ZBI是第一個(gè)發(fā)生跳閘的，緊接著分支開(kāi)關(guān)YSW1以及YSW2在失壓以后也在第一時(shí)間發(fā)生了跳閘。因這個(gè)部分的主要原因歸咎于永久性故障，因此這時(shí)ZBI在發(fā)生二次跳閘期間閉鎖合閘，讓故障點(diǎn)與無(wú)故障點(diǎn)處于分離狀態(tài)（圖1）。

圖1 工作流程圖

無(wú)論是針對(duì)YSW1還是YSW2來(lái)說(shuō)，通過(guò)配網(wǎng)通訊至指定的位置，把信息及時(shí)地發(fā)送給相應(yīng)的搶修班組，促使相關(guān)工作者能在小面積范圍內(nèi)以最快速度對(duì)故障問(wèn)題做好排查與檢修工作，旨在為強(qiáng)化電網(wǎng)運(yùn)作的可靠性與穩(wěn)定性保駕護(hù)航。

2.2 快速定位的故障處理技術(shù)

一般故障指示器可布置架空線路、電路電纜、環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜上，其實(shí)際是組成指示故障電流通路的裝置。該設(shè)備除對(duì)短路故障可起到警示作用外，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)單相基地故障、相間短路故障的同時(shí)檢測(cè)，能夠在分支點(diǎn)用戶進(jìn)線等部位布置與之相匹配的指示器。無(wú)論是針對(duì)短路故障發(fā)生還是接地故障，該設(shè)備通過(guò)對(duì)故障所在處的科學(xué)檢測(cè)，從變電站開(kāi)始直至故障所在位置該設(shè)備會(huì)出現(xiàn)翻牌、燈光閃爍情況，且該設(shè)備還能讓相關(guān)電流信號(hào)及故障信息趨于數(shù)字化，借助于光纖或無(wú)線，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的形式把相關(guān)信息以最快速度傳遞至相應(yīng)通訊終端，同時(shí)還要把該設(shè)備所收集到的所有信息都輸送到指定的地方，緊接著通過(guò)GPRS、CDMA形式反饋給相應(yīng)的搶修班組及管理者，切實(shí)確保供電的穩(wěn)定性與安全性。

2.3 實(shí)現(xiàn)全方位的智能控制

智能控制器一般會(huì)存在各個(gè)層次的線路保護(hù)功能，工作原理和柱上斷路器大體一致。在線路保護(hù)期間能和重合閘、斷路器等處于互相連接的狀態(tài)。該設(shè)備應(yīng)設(shè)置與之相匹配的控制參數(shù)，旨在更加全面、細(xì)致地保護(hù)好線路的通信。無(wú)論是針對(duì)饋線自動(dòng)化還是該設(shè)備，如能處于無(wú)縫銜接的狀態(tài)，必然會(huì)在零序保護(hù)、速斷保護(hù)中得到廣泛使用。在開(kāi)關(guān)選型及檢查故障過(guò)程中，應(yīng)采取針對(duì)性的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)直線全方面的把控。該設(shè)備還可全面、細(xì)致地保護(hù)好重合閘，能與過(guò)流保護(hù)處于互相合作的狀態(tài)。

在處理全過(guò)程線路故障期間，需給柱上斷路器安裝保護(hù)單元、自動(dòng)控制單元，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷電流、短路電流的有效分離，繼而從源頭上大大降低跳閘情況的出現(xiàn)。對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行充分利用能使得故障區(qū)域與非故障區(qū)域處于分離狀態(tài)，對(duì)提高用電水平、提高公眾生活質(zhì)量等方面有著積極的作用。該設(shè)備還存在通訊效果，能切實(shí)確保維修工作的順利實(shí)施?；诖耍诰唧w處理期間自動(dòng)化設(shè)備的有效運(yùn)用發(fā)揮出了不容小覷的作用，同時(shí)也是大大提高服務(wù)水平的關(guān)鍵工具之一。

3 10kV線路故障處理中自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用案例

無(wú)論是針對(duì)哪個(gè)區(qū)域出現(xiàn)故障，繼電器保護(hù)均存在著不一樣的區(qū)別。針對(duì)保護(hù)區(qū)域中的電線，其二分之一區(qū)域?qū)儆陔娏魉贁?，所以在?shí)際判斷期間首先要對(duì)變電所的區(qū)域位置進(jìn)行全面、細(xì)致地檢查。就過(guò)電流區(qū)域而言，其屬于所有區(qū)域，在對(duì)保護(hù)設(shè)施進(jìn)行布置的過(guò)程中，在具備緩沖的繼電器上應(yīng)用，在具體應(yīng)用期間根據(jù)速斷保護(hù)，不少跳閘情況均與電線末端發(fā)生故障問(wèn)題存在著息息相關(guān)的聯(lián)系。若跳閘發(fā)生速斷保護(hù)裝置、過(guò)流保護(hù)裝置，此時(shí)可對(duì)中部位置進(jìn)行全面、細(xì)致地檢查，這樣判斷故障問(wèn)題發(fā)生的地方能縮短故障查找時(shí)間，提高修理質(zhì)量與水平。

案例一。某供電局2019年數(shù)據(jù)信息：自動(dòng)化斷路器動(dòng)作468次，瞬間故障310次，永久故障113次，誤動(dòng)14次，瞬間故障占比66.2%，永久故障24.1%；自動(dòng)化負(fù)荷開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)292次，瞬間故障256次。永久故障12次，誤動(dòng)24次，瞬間故障占比87.63%，永久故障8.2%；自動(dòng)化斷路器和自動(dòng)化負(fù)荷開(kāi)關(guān)總動(dòng)作760次，瞬間故障566次，永久故障125次，誤動(dòng)38次，瞬間故障占比78.2%，永久故障16.4%。對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行深度剖析后可知：整個(gè)饋線自動(dòng)開(kāi)關(guān)在365天內(nèi)一共動(dòng)作760次，在此基礎(chǔ)上隔離永久性故障頻率125次，從源頭上大大減少了跳閘情況發(fā)生的概率。

案例二。某供電局2018年數(shù)據(jù)信息：自動(dòng)化斷路器動(dòng)作430次，瞬間故障300次，永久故障112次，誤動(dòng)為18次，瞬間故障百分比69.8%，永久故障26.0%；自動(dòng)化負(fù)荷開(kāi)關(guān)動(dòng)作293次，瞬間故障257次，永久故障11次，誤動(dòng)25次，瞬時(shí)故障百分比87.7%，永久故障3.8%；自動(dòng)化斷路器和自動(dòng)化負(fù)荷開(kāi)關(guān)總動(dòng)作723次，瞬間故障567次，永久故障123次，誤動(dòng)43次，瞬間故障所占百分比為77.0%，永久故障17%。對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行分析后可發(fā)現(xiàn)：整個(gè)饋線自動(dòng)開(kāi)關(guān)在365天內(nèi)一共動(dòng)作723次，在此基礎(chǔ)上隔離永久性故障的頻率123次，從源頭上大大減少了跳閘情況發(fā)生的次數(shù)。

總而言之，案例一和案例二均充分表明提升自動(dòng)化設(shè)備使用次數(shù)可快速達(dá)到及時(shí)隔離的效果。且充分利用該設(shè)備還可讓維修水平上升到一個(gè)新的高度，為電網(wǎng)可有條不紊地運(yùn)行下去夯實(shí)基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段對(duì)電力需求與日俱增，電力資源無(wú)論是在生活還是生產(chǎn)中均占有不可或缺的地位。電力有條不紊地供應(yīng)可更好地迎合人們的實(shí)際需求，安全的供應(yīng)可切實(shí)確保人們的生命以及財(cái)產(chǎn)安全，從整體上減少因供電不安全而危及人們的生命。因此，應(yīng)采取針對(duì)性的手段確保線路故障的維修質(zhì)量，旨在將存在的安全隱患消滅在萌芽中，充分確保線路可暢通無(wú)阻地運(yùn)行下去，這樣不但可加快電力企業(yè)發(fā)展的腳步，還能對(duì)生產(chǎn)及生活予以充分保障。