10 kV配電自動化系統(tǒng)運維風險及技術(shù)措施

蔡欣靈，楊李星

（1.國網(wǎng)東臺市供電公司，江蘇 東臺 224200；2.國網(wǎng)南通市供電公司，江蘇 南通 226001）

0 引 言

隨著社會的發(fā)展，人們對供電質(zhì)量的要求也在不斷提高。然而，隨著我國電力需求的日益增長，電力設備的數(shù)量日益增多，電力供應的壓力也日益增大，因此電力系統(tǒng)的故障、停電等問題日益突出，給廣大人民群眾的生活和生產(chǎn)帶來了極大的不便。10 kV配電運維是電網(wǎng)運行中的一個關鍵環(huán)節(jié)，能有效防止電網(wǎng)故障。

國家對電力系統(tǒng)的維護和監(jiān)管都是由專業(yè)的維護人員定期進行，不僅會增加工作量，而且要花更多的時間，電網(wǎng)的維護效果不佳；另外，由于操作人員在維護過程中存在疏忽，當電網(wǎng)發(fā)生問題時沒有及時采取合理的措施來解決，如果發(fā)生重大的問題，將會對電網(wǎng)造成不良的影響。因此，工作人員應該對電網(wǎng)運行進行整合，將電網(wǎng)中的各項工作進行合理的分配，形成檢查維修、調(diào)節(jié)、電網(wǎng)運行等一體化，提升電網(wǎng)運維的效果，節(jié)省人力，確保電網(wǎng)運行平穩(wěn)安全。

將配電網(wǎng)作業(yè)和維護技術(shù)有機結(jié)合，管理者必須具備相應的技術(shù)水平，以保證電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。在設備管理方面結(jié)合電網(wǎng)的實際情況，確定設備運行管理目標，使管理者能夠掌握更多的先進技術(shù)，對系統(tǒng)的安全管理體系進行改進，實現(xiàn)運維合一。在此基礎上，提出了從低壓走向高壓的設備維護管理，并在實踐中總結(jié)經(jīng)驗，逐步推進運維一體化[1]。

1 10 kV配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的特點

在實際運行中，10 kV配電自動化系統(tǒng)與常規(guī)的系統(tǒng)相比具有如下特征。

（1）自愈功能。配電自動化系統(tǒng)在實際工作中具有很好的自我防護和自我修復能力。自愈控制的目的在于充分利用已有的電力網(wǎng)絡資源，預防、確定和恢復10 kV配電網(wǎng)絡中的安全風險，從而確保10 kV配電自動化系統(tǒng)的實際工作狀況，減少故障對電力用戶的影響。

（2）10 kV配電自動化系統(tǒng)在運行期間采取連續(xù)供電的方法，對其進行優(yōu)化和防范，以減少發(fā)生安全事故的可能性。當10 kV配電網(wǎng)絡的自動控制系統(tǒng)不能正常工作時，進行應急恢復和維修，減少故障對使用者的影響。但在這個過程中，自我修復控制必須要小心，一旦電力系統(tǒng)癱瘓，自愈控制的效果就會失效。

10 kV配電自動化系統(tǒng)在實際運行中，可以對已投入運行的系統(tǒng)進行相應的調(diào)整，在安全風險控制上通過采取預防控制的方法，消除了系統(tǒng)的安全隱患，并在出現(xiàn)故障的情況下，對電網(wǎng)進行自修復，確保電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)[2]。

2 配電運維風險的主要原因分析

2.1 人為因素的影響

10 kV輸電線路在城市中應用廣泛，線路安裝高度不高導致了它的故障發(fā)生概率大大提高。因此，必須加強對電力線路和周邊的安全檢查，以便更好地排除可能存在的人為干擾或損壞的區(qū)域等因素，提高電力使用的安全性和可靠性。電纜線路鋪設中，若不采取相應的保護措施，在使用一段時間后往往會發(fā)生線路老化、電桿傾斜等問題，從而影響電力系統(tǒng)的可靠性。在公路旁架設電線，由于建筑物不多，所以安裝的高度也比較低，但在汽車行駛時，可能會出現(xiàn)電線斷裂等問題。

2.2 線路短路問題

線路短路會燒毀電力設備、電線以及一些輔助設備，嚴重的話，還會導致火災。工作人員應對短路的成因進行分析，如在惡劣的氣候條件下，特別是在雷暴天氣中，閃電會使導線的絕緣性能發(fā)生閃絡，導線發(fā)生碰撞等，最后導致短路；在暴風雨的天氣里，電線之間的間隔很小，很容易與樹枝和建筑之間的碰撞，從而導致電線和樹枝之間的短路，嚴重的話，還會導致電線斷裂。此外，在某些山區(qū)，線路會受到多種外界因素的干擾，如鳥類、動物等在電線上停留、筑巢等行為都會增加線路短路的危險。

2.3 氣候因素的影響

由于氣候的原因，10 kV輸電線路在運行時發(fā)生故障的概率較大，從而對電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)造成一定的影響，嚴重時可能導致電力供應中斷。如在惡劣的氣候條件下的閃電，雨雪天氣造成的冰凍均會對10 kV配電線路造成一定的損壞。

3 自動化技術(shù)在10 kV配電線路故障中的應用

3.1 故障定位自動化

故障指示器是實現(xiàn)自動故障定位的基本條件，通常是在架空線路和電纜上面安裝1個故障指示燈。該故障指示器還可以和開關箱一起使用，能夠顯示故障電流路徑，在進行故障定位和維修時，是具有導向作用的自動設備。自動故障定位系統(tǒng)能夠?qū)ζ渌€路如單相接地、相間短路等故障進行檢測，并在分支點和用戶進線的位置安裝指示器，從而達到自動故障的自動診斷。當出現(xiàn)接地故障后，采用新的指示裝置，可以及時準確地定位故障的位置，擴展故障的探測范圍。在檢測區(qū)，當有故障時，指示燈會持續(xù)閃爍[3]。

另外，該指示器還能用于處理和采集故障電流信號，并將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)光纖或無線方式傳送至通信終端，然后由調(diào)度中心發(fā)布命令，維修人員在接到命令后，馬上趕往現(xiàn)場進行維護。這樣不但可以加快故障診斷的速度，還可以縮短故障診斷的時間，從而大大縮短了斷電的持續(xù)時間，為電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提供了技術(shù)上的保證。

3.2 饋線自動化

在過去，10 kV饋線一般都是通過故障電流和負載電流來實現(xiàn)，通常使用的是通用型的柱上開關。而負載開關在進行故障處理時，僅能作為負載電流的分斷器。無論使用的是線路斷路器還是負載開關，都無法將所有的故障都切掉，只有切斷電源。盡管該方法成本低，裝置簡單，但是10 kV配線運行中出現(xiàn)了許多問題，與故障的性質(zhì)無關，一旦發(fā)生故障，開關跳閘的概率是100%，并且會導致所有的非故障線路同時斷電。例如，饋線上的開關頻率很高，在非故障區(qū)域會經(jīng)常停電，這會對電力供應和系統(tǒng)的安全產(chǎn)生很大的影響。另外，當發(fā)生故障后，維修人員必須趕到故障地點，逐一進行檢查，不僅耗時，而且在實際運行中，由于主觀因素的影響，導致工作效率低下[4]。

為了解決以上問題，饋線自動化是一種行之有效的方法。將饋線的自動控制分成4類，分別為智能斷路器、分支用戶分界斷路器、智能負荷開關和智能控制。其中，智能斷路器的控制和保護裝置的合理配置通常都是在支線和饋線干線上進行。智能負載切換系統(tǒng)主要是在負載和零序之間設置自動控制裝置，實現(xiàn)對負載和零序的自動隔離。支路用戶分界斷路器是以整定保護定值為基礎，與自動斷路器相結(jié)合，實現(xiàn)了對用戶側(cè)相間短路和單相接地故障的自動切斷，從而減少了停電的影響。

4 10 kV配電線路運維風險的防范對策

4.1 人員技能培訓

配電網(wǎng)絡運行中，技術(shù)工人的技術(shù)水平直接關系到供電企業(yè)的運行安全、供電質(zhì)量、供電服務等，必須加強技術(shù)人員的技術(shù)培訓。首先要建立專業(yè)的培訓機構(gòu)，根據(jù)具體情況制訂科學、高效的培訓方案，特別是維修人員要定期開展技能培訓。其次，要安排有經(jīng)驗的員工來做示范，重點介紹技術(shù)要點，提高維修人員的技術(shù)水平。最后，根據(jù)實際情況和有關規(guī)范等制訂了具體的要求，以達到更精細、標準化的目的。

4.2 強化配電線路的防雷維護

在線路的安裝中，防雷維修是關鍵環(huán)節(jié)，通過實際應用，必須采用全新的陶瓷橫擔代替?zhèn)鹘y(tǒng)的角鋼橫擔，從而提高配網(wǎng)的耐雷能力；而在農(nóng)村，由于10 kV及以下線路的施工，架空線路通常為三角形，而在采用了新型陶瓷橫梁后，為了確保電網(wǎng)安全，提高其抗雷性能，必須加大導線間距。

4.3 加強配網(wǎng)的預防性試驗

在線路運行期間，必須對配電網(wǎng)絡進行定期的檢修和維修，并對相關設備進行測試。為了確保安全，必須對避雷針、變壓器等產(chǎn)品的工作特性進行測試，以確保產(chǎn)品的使用安全。

4.4 完善10 kV配電運維、檢修管理制度

為了確保線路的安全和減少在操作中的風險，必須不斷地改進管理系統(tǒng)，不斷完善和優(yōu)化管理制度，并確保能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。對維護人員來說，要不斷提高自己的專業(yè)技術(shù)水平，嚴格遵守操作規(guī)程，建立健全制度和考評體系，落實到人的職責，把安全生產(chǎn)管理工作落實到位。

4.5 注重配電線路與桿塔的檢修

在配電網(wǎng)施工中，應加強接地線路的檢查，特別要重視線路破壞、斷線、線路損壞等問題，以減少潮濕空氣、液體對電線的侵蝕，確保線路的完好，降低線路損壞造成的安全事故。其次，在配電線路檢修期間，要注意觀察電線在線夾中是否有拔出的跡象，同時要注意電線與線夾之間的溫度，如果發(fā)現(xiàn)溫度過高，則應立即進行處理，避免發(fā)生斷線。在桿塔和橫擔長期使用后，要經(jīng)常進行檢修，防止出現(xiàn)變形，同時要對鋼筋的地下地基進行檢查，檢查是否有裂縫、損傷等問題，確保桿塔的穩(wěn)定、完整。對于某些具有高腐蝕性的位置，應對其進行定期的巡視，以保證受到維護人員的關注。

4.6 加強線路的診斷

要做好10 kV配電設備的檢修與維護，必須要有一個健全的故障診斷體系。對配電運維進行監(jiān)測、診斷、維修是搞好設備維修的先決條件。通過將專家的經(jīng)驗與人工智能相結(jié)合，使診斷結(jié)論更全面、更科學，為下一步的工作提供依據(jù)，進一步完善診斷體系，達到一個良性的、互為補充的循環(huán)[5]。

4.7 不斷更新技術(shù)和管理手段

加強10 kV配電檢修的管理，引入新的全球定位系統(tǒng)（Global Position System，GPS）技術(shù)。由于線路長時間處于高負荷運行狀態(tài)，存在著較大的安全隱患，因此可以采用監(jiān)測技術(shù)對線路進行動態(tài)監(jiān)測，以防止線路突發(fā)故障給用戶帶來不便。為防止突發(fā)停電，對居民的日常生活造成一定的影響，可考慮采取新的措施，如接地自動裝置。在10 kV變電站運行中，應考慮采用具有良好的消弧性能的設備。這些新技術(shù)方法與研究成果的運用，將有助于10 kV輸電線路的運行和運行安全。在10 kV變電站運維與檢修過程中，應重視技術(shù)與方法的及時更新，以提高檢修效率，降低運維風險。

4.8 采取有效措施以降低外力對于配電線路的破壞程度

車輛撞擊和樹木傾倒對10 kV配電線路造成的破壞是極其嚴重的，因此應采取相應的預防措施。為了防止駕駛員在惡劣的天氣下不能看到鐵絲網(wǎng)造成的碰撞，可以在鐵絲網(wǎng)的外面涂上醒目的顏色，在鐵絲網(wǎng)附近安裝一些警示標志，同時也要加強鐵絲網(wǎng)的保護，減少對鐵絲網(wǎng)的沖擊?？拷€路的地方，要經(jīng)常進行樹木修剪，在夏季，樹木生長迅速，應及時調(diào)整修剪周期，避免樹枝損壞電線；對盜竊電線，由于破壞嚴重，影響惡劣，應加強打擊；在電線周圍安裝監(jiān)控攝像頭，一方面可以起到威懾作用，另一方面也可以在作案后查找到相關的線索。

5 結(jié) 論

總之，隨著人們生活水平的提高，對用電的需求越來越大，而電能質(zhì)量、可靠性等指標也越來越受到重視。電力傳輸涉及到的問題很多，為了防止停電給用戶帶來的不便，必須加強對電網(wǎng)運行的風險控制和對電網(wǎng)運行的管理，以保證供電安全。10 kV輸電線路運行風險相對較高，加強風險控制、運維管理是提高輸電線路運行安全、高效運行的關鍵，在具體工作中要根據(jù)配電網(wǎng)絡的實際情況做好相應的預防措施。