智能配电网故障检测技术应用探究

智能配电网故障检测技术应用探究

刘红华廖丽娟

（国网鄂州供电公司湖北鄂州436000）

摘要：一直以来，配电网安全问题都是电力行业普遍关注的问题，随着智能电网的发展，对电网故障检测提出了更高的要求。基于此，本文对故障检测技术在智能配电网故障检测中的应用进行了分析。

关键词：智能电网；故障诊断；检测技术

前言

电网故障检测是电网运行监管的重要应用，在电网出现故障时，其可以及时对故障有关信息进行分析，利于工作人员快速地处理故障，以免出现大面积停电问题，保证人们的用电安全、稳定性，提高电力服务质量。

一、智能配电网概述

智能配电网是智能电网的重要部分，同传统配电网相比，其结构更为复杂，自愈能力更强、具有更高的安全性。智能配电网主要是有变电站、分布式电源（DG）、智能终端单元（ITU）等部分构成。其中，变电站主要是确保高级配电网的高效运行，技术功能为：高级保护、控制，运行管理等，而高级配电网运行主要是为了实现配电系统的可治愈功能；智能终端单元具备故障检测、诊断、定位等功能，其主要是对线路是否存在失压、过流等问题，判断故障产生的区域，并采取措施，对故障进行隔离，恢复正常供电[1]。图1.为智能终端单元模型。

图1智能终端单元模型

二、智能配电网故障检测技术分析

（一）网络式保护技术

一般来说，环网结构电路主要是采取三段式电流或者是反时限电流保护，借助分段与联络开关来控制，故障电流的大小则代表延长的时间。城市电网故障流量比较大，延迟时间很长，从而出现了保护与选择间的矛盾，在这种状况下，将网络保护概念引入到电网故障处理中，能够实现电网保护的选择与快速性。在网络式保护中，将传统独立保护单元与计算机网络技术协调起来，对各保护点的信息数据进行检测，监控中心只使用中心网络来分析，并完成数据信息的共享，从而实现各保护点的有效协调、配合，这是网络保护技术的核心所在[2]。

网络保护是在网络通信的基础上实现的，所以，依据所选择网络类型的不同，可以分成主从、对等两种。其中，主从网络保护技术主要依赖于主从网络，将一个主控单元作为中心点，利用数字通信对级联开关进行有效调控，从而实现信息互通。一旦出现故障，通过故障电流开关、主控中心的数据交换，来判断故障产生位置；而对等式网络是各点间的对等通信，不依赖于主控单元。一旦发生故障，开关可以结合检测到的大电流流入状况对故障区域进行判断，并与相邻开关通信，做出保护跳闸选择。在现代智能电网体系中，对等式电网保护对通道提出了很高的要求，所以，在变电站中运用的比较多。

（二）分布式智能控制技术

该种技术融合了分段器、重合器两者的优点，将线路电流、电压当作判断故障的依据，其优势体现在：对故障进行判断能够不受线路分段数量、联络开关位置的影响；能够及时做出开关保护选择，隔离故障，让非故障区域能够正常供电；分布式智能控制不依附于在主站，可以独立通信。同时，分布式电网故障检测所涉及到的关键技术有主子站信息交互技术、变电站故障标准化建模技术。传统的主子站交互方式可以高效的完成信息的传输，但灵活性不强，无法达到故障诊断信息交互需要。而智能电网交互技术使用了远程通信服务总线，灵活性与扩展性都比较强，能够满足分布式信息交互需要。实现变电站故障标准化建模，将故障诊断与监控系统有效融合起来，是进行故障检测、判断的先决条件，这就需要科学运用变电站故障标准化建模技术[3]。

（三）故障点自动定位技术

由于配电网分布比较密集，布设在户外，受到恶劣天气环境等因素的影响，配电网短路停电问题时有发生，一旦出现故障，若是不采用先进的技术手段，就无法判断出故障产生的位置，只能依赖于技术人员四处查找、分析，效率比较低。以单相接地故障来说，虽然，不存在比较大的短路电流，但是，非故障相的电压会升高，若是不及时排除，会引发新的短路问题，并且，伴随着更为严重的安全问题，威胁着广大用户的用电安全。传统的故障点进行技术准确度不高，一般用于变电站等一些配网环境比较好的区域，而智能电网故障自动定位技术，其监测点辐射于不同的配电线路上，构成了一个系统的定位检测系统。在线路上设置的监测点是由故障指示器、数据采集器构成，而控制中心是由服务器、主站软件等构成，完成数据信息的收集、分析、定位等。即时通讯是电网自动定位功能得以全面实现的必要保障，而通讯功能的实现主要是依赖于数字识别技术。通常情况下，在对故障进行判断时参考依据是指示器过流情况[4]。下面以相间短路及单相接地故障检测与指示对该项自动定位技术进行分析。

1.相间短路故障检测与指示。故障指示器一般安装于电力线上，大部分故障指示器都可以通过对短路电流的检测来判断短路故障，在线路分支点、用户进线位置装上该指示器，能够在发生故障后，结合指示器显示，立刻对故障区域做出判断，大大减少了故障寻找的时间，利于工作人员及时排除故障，恢复断电区域供电，确保供电的安全、可靠性[5]。

2.单相接地故障检测与指示。在关于中心点不直接接地的配网中，所产生的单相接地故障，经过了多年研究，也取得了一些成果，并开发出了技术装置对故障问题进行检测。运用比较多的方法有：通过对网络结构的调整，对系统电量变化情况进行检测的方法；电压电流采集、计算分析法等。

（四）智能自愈控制技术

智能自愈控制是智能配电网提供优质、高效电力服务的有效保障，也就是可以结合系统提示进行自我检测、诊断、决策，并实现自我恢复。这种自愈能力包含：产生故障时自我诊断、隔离，此外还有风险分析、预警等功能。配电网自愈控制所涵盖的范围比较广，涉及到的技术技术也很多，其主要技术包含快速仿真及模拟技术、广域测控技术、测量、监控、网络重构等。其中，快速仿真及模拟技术为故障检测提供了决策支持，具备网络重构、故障定位、故障隔离等多种功能[6]。

从当下智能配电网建设的实际情况看，智能自愈控制技术主要运用与设备运行及网络几个层面。从设备层面看，智能开关、终端设备等都是实现监控的前提；而配网重构技术则主要体现在运行方式层面；在网络层面，智能微网、智能配电紧密相连，不可分割。

结束语

总之，智能电网同传统电网相比，更加合理、高效，大大提高了电力供应的稳定、可靠性，满足了人们安全用电的需求。但随着人们生活质量水平的不断提高，用电量的不断增大，电网故障问题也逐渐增多，因此，我们需要加大对故障检测技术的开发和应用，提高电网故障检测水平，使电网运行更加安全、稳定。

参考文献：

[1]徐东尧，赵敏其，周立国.试论面向智能配电网的单相接地故障检测与应用技术研究[J].桂林电子科技大学学报，2015，20（22）：242-246.

[2]孟刚，李少丽，陈易新，等.关于面向智能配电网的快速故障检测与隔离技术与研究[J].中国高新技术企业，2016，9（02）：224-229.

[3]周明春，王新宇，程立龙，等.有关智能电网故障诊断系统架构和关键技术研究?[J].大科技，2017，12（20）：326-329.

[4]丁思成，程顺明，等.基于多种方法综合的智能电网故障诊断研究

[J].中国高新技术企业，2017，8（16）：335-339.

[5]朱永康，刘兴亮，丁桂平.关于智能配电网继电保护电路的设计及具体应用探究[J].大科技，2016，5（08）：106-115.

[6]赵孙翔，刘新明，朱链，等.浅析智能配电网故障自愈控制检测诊断技术

[J].桂林电子科技大学学报，2015，10（19）：107-115.