配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的故障與運(yùn)行維護(hù)

曾正雷，李 虎

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司十堰供電公司，湖北 十堰 442000）

隨著科技水平的進(jìn)一步發(fā)展，智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)在電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用較多，相比于傳統(tǒng)的開關(guān)控件，自動(dòng)化開關(guān)無論是自動(dòng)化水平還是可控性效果都很明顯，并且其節(jié)能性也是不可小覷的，既不會(huì)對(duì)線路造成任何破壞，同時(shí)還在很大程度上提升了電源的可靠性，在提升設(shè)備使用效率上發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。在配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的應(yīng)用中，很多影響因素都會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)故障，如設(shè)計(jì)、環(huán)境及操作等方面。因此，對(duì)于配電網(wǎng)的工作人員而言，將配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的實(shí)際情況以及功能特點(diǎn)相結(jié)合，日常維修及處理配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)工作正常運(yùn)行，有助于提升其實(shí)際應(yīng)用的水平。

1 配電網(wǎng)自動(dòng)化概述

1.1 構(gòu)成

配電網(wǎng)自動(dòng)化主要由配電主站、子站、遠(yuǎn)方終端以及通信網(wǎng)絡(luò)等4 部分構(gòu)成。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成如圖1 所示。配電網(wǎng)主站存在于調(diào)度中心內(nèi)部，主要作用是和不同的子站之間保持聯(lián)系與溝通。配電網(wǎng)子站則主要存在于變電站內(nèi)部，主要作用是和終端與主站保持通信和溝通，配電網(wǎng)終端是對(duì)轄區(qū)內(nèi)的變壓器開閉所等設(shè)備展開監(jiān)控，一旦出現(xiàn)問題能夠立即將情況報(bào)備給配電網(wǎng)負(fù)責(zé)人。通信網(wǎng)絡(luò)主要存在于設(shè)備和主站之間，通信網(wǎng)絡(luò)接收到配電終端所發(fā)出的命令之后，對(duì)其進(jìn)行傳遞，而后將終端設(shè)備中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集并儲(chǔ)存[1]。當(dāng)前，配電網(wǎng)常用兩種通信方式，分別是無線通信和光纖通信，這兩種方式各有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，主要根據(jù)不同區(qū)域的經(jīng)濟(jì)能力所調(diào)整。

圖1 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成圖

1.2 功能

配電自動(dòng)化主要包括以下功能：

一是電壓管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以根據(jù)配網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際電壓電流自動(dòng)控制無功補(bǔ)償電容器的投切。

二是自動(dòng)采集監(jiān)控系統(tǒng)。該功能可以對(duì)城市配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析。當(dāng)檢測到異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)報(bào)警功能。

三是電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。該功能可以自動(dòng)抄表并生成發(fā)票，不僅節(jié)省了大量人工抄表時(shí)間，而且大大提高了抄表精度。

四是客戶信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是存儲(chǔ)高級(jí)用戶信息，并根據(jù)員工的需要快速檢索用戶信息。

五是配網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，當(dāng)檢測到異常情況時(shí)，系統(tǒng)立即切斷本地電源并保存錯(cuò)誤信息。維護(hù)人員可參考錯(cuò)誤信息記錄，加快錯(cuò)誤處理，有效保證配網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量[2]。

因此，開放性、可靠性以及實(shí)用性是當(dāng)前城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。

2 智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)配置要求

配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)主要是由不同類型的傳感器開關(guān)、配電保護(hù)設(shè)備等相關(guān)構(gòu)件組合而成，其中涉及自動(dòng)化負(fù)荷開關(guān)、斷路器等諸多零部件，并且任意自動(dòng)化開關(guān)都可以在單獨(dú)情況下與配電主站聯(lián)系。在眾多自動(dòng)化開關(guān)當(dāng)中，10kV 饋線自動(dòng)開關(guān)使用較多，尤其是在使用電壓-電流型10kV 饋線自動(dòng)化開關(guān)過程中可以在開關(guān)兩側(cè)出現(xiàn)失壓或者欠壓故障之后自動(dòng)進(jìn)行分閘，待開關(guān)一側(cè)有壓之后應(yīng)該適當(dāng)延長合閘時(shí)間，10kV 饋線自動(dòng)化開關(guān)有著顯著的遮斷電流保護(hù)作用[3]。

為了能夠滿足智能開關(guān)的精益化管理要求，進(jìn)一步提升配電網(wǎng)自動(dòng)化水平，下面針對(duì)智能開關(guān)管理系統(tǒng)進(jìn)行需求分析：

1.智能開關(guān)設(shè)備臺(tái)賬管理功能。智能開關(guān)數(shù)量較多，且存在若干型號(hào)種類，需要針對(duì)每一臺(tái)智能開關(guān)建立完整的臺(tái)賬，包括智能開關(guān)的ID 號(hào)（全網(wǎng)唯一）、調(diào)度雙重化名稱、安裝位置、生產(chǎn)日期、安裝日期、最近試驗(yàn)日期、保護(hù)動(dòng)作次數(shù)等。臺(tái)賬管理功能還包括幾個(gè)子功能，如軟件識(shí)圖功能，從拍下的智能開關(guān)照片中自動(dòng)識(shí)別出其名稱、安裝位置等，再待確認(rèn)后更新相關(guān)臺(tái)賬、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖[4]。

2.繼電保護(hù)相關(guān)功能。每臺(tái)智能開關(guān)均可以設(shè)置繼電保護(hù)定值，要求具備定值管理功能，同時(shí)具備各級(jí)智能開關(guān)之間、智能開關(guān)與10kV 主線開關(guān)之間的定值校核功能，以及該智能開關(guān)的保護(hù)動(dòng)作次數(shù)統(tǒng)計(jì)、定值遠(yuǎn)方修改、故障電壓與電流記錄等。

3.智能開關(guān)拓?fù)浣９δ堋?0kV 配電線路往往具有多分支的特點(diǎn)，此外有部分線路還具有與其他線路聯(lián)絡(luò)的功能，聯(lián)絡(luò)開關(guān)往往也采用智能開關(guān)，一條10kV 線路上所有的智能開關(guān)能在線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中顯示其相對(duì)位置。

4.通訊功能。管理系統(tǒng)與智能開關(guān)之間的通信功能，可實(shí)現(xiàn)定值、動(dòng)作次數(shù)、電壓、電流等數(shù)據(jù)的傳輸；智能開關(guān)管理系統(tǒng)與其他應(yīng)用系統(tǒng)之間的通信功能，可從其他系統(tǒng)調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)，或者輸送相關(guān)數(shù)據(jù)給其他系統(tǒng)，如短路電流、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間等。

5.狀態(tài)評(píng)估與故障診斷功能。結(jié)合智能開關(guān)的自檢測功能，將自檢測相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給管理系統(tǒng)，供系統(tǒng)評(píng)估智能開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，以及診斷智能開關(guān)的故障，并根據(jù)評(píng)估與診斷結(jié)果及時(shí)發(fā)出提醒或告警[5]。

6.智能開關(guān)預(yù)期壽命管理功能。智能開關(guān)的管理貫穿其整個(gè)壽命周期，還應(yīng)包括智能開關(guān)的預(yù)期壽命管理功能。

此外，系統(tǒng)還應(yīng)具備其他一些輔助功能，比如系統(tǒng)自身更新、升級(jí)、維護(hù)功能，數(shù)據(jù)匯總、篩選、查找、導(dǎo)出功能等。

3 智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障因素

智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)是指集成了一次設(shè)備的開斷、隔離功能，二次設(shè)備的保護(hù)、測控、遙信功能，同時(shí)具有自檢測、數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程控制、通訊功能的一體化開關(guān)設(shè)備。隨著配網(wǎng)中應(yīng)用的智能開關(guān)數(shù)量不斷增加，及其使用年限的增長，對(duì)智能開關(guān)的運(yùn)行、維護(hù)、檢修、更換工作量也日益加大，由此導(dǎo)致智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的管理難度不斷加大。

1.設(shè)計(jì)問題。配電自動(dòng)化開關(guān)在設(shè)計(jì)之初，若相關(guān)人員具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)不準(zhǔn)確，如數(shù)量與參數(shù)不匹配等情況，都會(huì)導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)成品達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。并且，在安裝配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)過程中，需要進(jìn)行大量工作才能構(gòu)成完整的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。但是，設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)以及施工環(huán)節(jié)都會(huì)因?yàn)椴煌蛩爻霈F(xiàn)問題，一般在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題很難在后期被改善。

2.環(huán)境問題。配電網(wǎng)線路大多都裸露在室外，經(jīng)常會(huì)因?yàn)椴豢煽咕艿淖匀画h(huán)境原因造成設(shè)備損害。一般經(jīng)常出現(xiàn)的原因有風(fēng)力原因、降水原因、閃電原因等。其中，由于夏季氣候特殊，經(jīng)常出現(xiàn)雷電情況，若設(shè)備遭受雷擊，必然會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞以及絕緣網(wǎng)絡(luò)的情況。雷擊故障一般有兩種形式，直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷就是指直接遭受雷擊，通常情況較為嚴(yán)重，可能導(dǎo)致整條配電線路無法正常運(yùn)行；而感應(yīng)雷則相對(duì)受影響后果較小，但是發(fā)生的頻率比之較高。若經(jīng)常出現(xiàn)此情況，基本是由于避雷器絕緣子質(zhì)量不佳，或是由于配電網(wǎng)線路沒有采取有效的避雷措施，或自動(dòng)化開關(guān)區(qū)域內(nèi)避雷裝置不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致遇到特殊情況避雷裝置沒有發(fā)揮其應(yīng)有價(jià)值。

3.操作問題。在工作人員操作過程中，很有可能因?yàn)榧夹g(shù)水平不足或是操作不當(dāng)導(dǎo)致出現(xiàn)暴力閉合的情況，以至于配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)不能穩(wěn)定發(fā)揮其作用，可靠性不足。例如斷路器開關(guān)連接不當(dāng)導(dǎo)致瞬時(shí)過流引發(fā)短路或開關(guān)爆炸；自動(dòng)化開關(guān)缺少裝置，長期經(jīng)過人工操作易降低設(shè)備穩(wěn)定性。

4 智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障應(yīng)對(duì)措施

1.配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)替換處理。在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)試運(yùn)行期間，為減少自動(dòng)化開關(guān)對(duì)其造成的影響，工作人員在操作過程中，要及時(shí)將產(chǎn)生問題的部件進(jìn)行調(diào)整，而設(shè)備的維修工作可以從以下幾方面入手。首先，檢查開關(guān)內(nèi)部故障情況，分析故障出現(xiàn)原因以及發(fā)展程度，若在檢查過程中發(fā)現(xiàn)已無法進(jìn)行修復(fù)，則立即更換該部件。其次，檢修人員還需要仔細(xì)將電氣內(nèi)所有開關(guān)內(nèi)部的線圈檢查清楚，其他具體接觸點(diǎn)的運(yùn)行情況則按時(shí)監(jiān)督即可，若檢查發(fā)現(xiàn)電器與開關(guān)不匹配，就需要更換該部件。最后，在檢測過程中，工作人員要想提升檢測工作的精準(zhǔn)性，也可通過運(yùn)用高科技產(chǎn)品進(jìn)行輔助，保證最大化發(fā)揮配電自動(dòng)化開關(guān)的作用。

2.設(shè)置保護(hù)裝置。配電自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)對(duì)其所處的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行研究，并做好相關(guān)的安全防護(hù)。針對(duì)高溫、暴雨、雷電頻發(fā)區(qū)更是要加強(qiáng)防護(hù)裝置的安裝。雷電頻發(fā)區(qū)可在安裝完成基礎(chǔ)的避雷針后加設(shè)接地網(wǎng)，將線路之間的距離擴(kuò)大，保證設(shè)施安全運(yùn)行；線路積塵嚴(yán)重區(qū)要及時(shí)清理塵土，更換設(shè)備和線路，做好檢查工作；潮濕地區(qū)加裝干燥裝置，還要及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)處理等。上述地區(qū)天氣情況特殊，在配置配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)防護(hù)裝置時(shí)要加裝避雷器以及防塵設(shè)備，再由專業(yè)維修人員對(duì)其定期檢修，確保配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)能夠平穩(wěn)安全運(yùn)行。

3.規(guī)范操作行為。為防止自動(dòng)化開關(guān)故障導(dǎo)致配電網(wǎng)線路事故，在自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備的安裝及檢修中，需要做好操作技術(shù)的規(guī)范管理。對(duì)于施工人員的技術(shù)水平要加緊提升，增加培訓(xùn)管理力度?？梢酝ㄟ^開辦專業(yè)知識(shí)、實(shí)踐操作等培訓(xùn)課程，加強(qiáng)操作人員的規(guī)范操作意識(shí)以及業(yè)務(wù)水平，避免出現(xiàn)因操作不當(dāng)導(dǎo)致線路出現(xiàn)問題，以致設(shè)備損壞。另外，還要在處理配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)故障的過程中，增加閉鎖保護(hù)措施，確保線路不易受開關(guān)問題導(dǎo)致整體短路，引發(fā)區(qū)域斷電，盡可能提升配電網(wǎng)線路的安全性。

5 智能配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行維護(hù)措施

1.落實(shí)維護(hù)管理制度，加強(qiáng)管理。配電網(wǎng)線路運(yùn)行管理制度必須立足于保障其安全性能。因此，在配電網(wǎng)管理制度中需建立崗位安全責(zé)任制度。所有運(yùn)行操作過程中，工作人員必須以保證安全為前提進(jìn)行維護(hù)工作，將安全工作的生產(chǎn)原則落實(shí)到每位員工，強(qiáng)化其安全生產(chǎn)的宣傳教育力度，切實(shí)維護(hù)好設(shè)備運(yùn)行中可能存在的安全問題，根據(jù)不同地域特點(diǎn)，制定相關(guān)的維護(hù)方案。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，建立適合的管理制度，規(guī)范流程，完善各類操作記錄，將每個(gè)環(huán)節(jié)的安全管理都檢查到位，若發(fā)現(xiàn)設(shè)備有安全隱患，要及時(shí)進(jìn)行分析以及處理，避免影響配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的安全運(yùn)行。

2.明確員工管理職責(zé)。在進(jìn)行配電網(wǎng)線路運(yùn)行管理以及維護(hù)管理工作過程中，要對(duì)其相關(guān)工作人員的職責(zé)進(jìn)行明確規(guī)定，分工協(xié)作。并且分配調(diào)度人員對(duì)繼電器、斷路器等設(shè)施進(jìn)行專業(yè)的監(jiān)督以及抄表記錄工作；維護(hù)人員也要接受定期的能力考核；建立專業(yè)小組對(duì)設(shè)備巡視、系統(tǒng)檢查、運(yùn)行維護(hù)、隔離開關(guān)等措施進(jìn)行細(xì)心檢查，更高效地實(shí)行運(yùn)營維護(hù)管理機(jī)制。同時(shí)，在工作過程中做好安全防護(hù)以及處理事故的準(zhǔn)備。另外，強(qiáng)化配電網(wǎng)線路運(yùn)行中管理較為薄弱環(huán)節(jié)的監(jiān)管工作，保證設(shè)備能夠有效運(yùn)行。

3.提升運(yùn)維人員職業(yè)素養(yǎng)。相關(guān)企業(yè)對(duì)于工作人員可依據(jù)配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)的相關(guān)運(yùn)維要求進(jìn)行培訓(xùn)工作，將理論知識(shí)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相互結(jié)合，增加配電網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)運(yùn)行內(nèi)容的吸引力，幫助員工在吸收更多運(yùn)維知識(shí)的同時(shí)還能提起員工學(xué)習(xí)的積極性。另外，企業(yè)還可以建立激勵(lì)制度，達(dá)到某一水平可對(duì)員工進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。通過多種方式拓寬員工的知識(shí)水平，提升員工操作的規(guī)范性，保證配電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

6 結(jié)語

綜上所述，配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化開關(guān)造成故障的原因多且復(fù)雜，對(duì)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行、平穩(wěn)運(yùn)行以及有效運(yùn)行都產(chǎn)生了負(fù)面影響。所以，必須加快對(duì)這些情況的研究進(jìn)程，盡早解決問題。但是自動(dòng)化開關(guān)在配網(wǎng)調(diào)度工作中仍舊存在某些問題，需要進(jìn)一步加大研究力度，對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患并檢修問題部位，避免發(fā)生故障，還能夠大大降低因自動(dòng)化開關(guān)故障導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失以及人員安全問題。