智能配电网的故障处理技术分析

智能配电网的故障处理技术分析

杨京晨

云南电网公司玉溪供电局 云南省 玉溪市 653100

摘要：配网自动化功能直接改善了社会与人们生活的多个方面，其可以显著提高供电质量和供电的安全可靠性，可以缓解人员的工作量，降低工作强度，降低发生人身风险的概率，最大限度提高工作水平；实现配网自动化功能，可以更加精准将发生故障的区域与范围判断出来，可以依据事故处理的逻辑程序来自动进行隔离并恢复故障，可以有效地缩短停电时长，以此来进一步提升用电客户整体的满意度。

关键词：智能配电网；故障处理技术；配网自动化

1智能配电网的概念及特征

从技术层面讲，智能配电网是利用计算机技术、人工智能技术等现代科学技术构建的自动化的供电网络，利用分布式智能以及自动控制系统来实时的监控每个用户以及节点，确保从发电厂到用户端每个节点上的电流以及信息能够双向互动。智能配电网的定义是在坚固的网架的基础上，利用信息平台，通过智能控制手段，在输电、变电、配电等环节，实现自动一体化，构建高效、可靠、清洁、互动的现代电力网络。智能配电网承担着电力能源的传输等重任，是整个电力系统中的重要的组成部分。智能配电网不仅满足了用户的用电需求，还确保电力系统的运行安全稳定。智能配电网的主要特征是：第一，可靠性强。由于电力网络覆盖多在自然环境下，受外界环境因素影响比较大，在电力系统运行过程中，一些不可控因素很容易导致电力系统发生故障，传统电网运营模式下，就会发生大面积的停电状况，影响用户的用电。智能配电网供电能力强，即使发生电网故障，也不会导致大面积停电，在自然灾害或者是人为破坏的情况下，依然可以保证电网的安全运行。第二，自我评估及自我恢复能力强。智能配电网可以对电网的运行状态进行持续的评估，根据系统的运行参数来及时的发现故障、诊断故障，并消除故障隐患。当出现故障时，即使没有人为干预，智能自动化开关的动作，能够快速的将故障隔离，避免一处故障发生，导致大面积停电的情况发生。第三，具有很强的可视性。智能配电网的可以实时监测线路开关的位置状态、功率、负荷等情况，使传统的配电网由盲目不可监测变得可视、可控。

2智能配电网故障处理的阶段

2.1开断并清除故障阶段

该阶段通常是因为高压断路器与继电保护器互相配合在几毫秒之内将故障切除，使故障只能维持在一个相对较短的时间内。目前的配电系统线路上的串联装置相对较多，传统的电流波保护方式已经很难进行多个开关的高效配合。在大多数情况下，假设电力系统一旦出现故障需要及时予以切除，随即将启动变电站的保护装置，从而扩大停电范围，多级开关联动的优势难以发挥出来。但是配网自动化开关的运用，使故障的隔离、定位变得可实现。

2.2区分故障与非故障区域，并实施隔离与供电恢复阶段

当下智能配电网线路大多都是以环网和结构，即使发生故障也并不会影响到整个区域，因此可以将故障区域予以隔离，在其他非故障区域还可以进行正常供电。这是智能化配电网相对先进的部分，仅需要在最短的停电时间与范围内将故障恢复，同时不会受到电压与功率越线方面的限制。

2.3定位并排除故障点阶段

配电网为一个分支点多、线路繁杂的系统，单项接地故障的检测工作相对输电系统而言更为复杂。10kV系统小电流接地选项装置和配网自动化开关的配合使用，实现了故障线路判定，故障区间定位的功能。

3智能配电网的故障处理技术分析

3.1就地式自动化开关隔离故障

就地型馈线自动化主要通过安装具备时间电压型开关实现，在配网发生故障时，可不依赖配电主站，仅通过现场配电终端、保护装置或自动化开关装置相互配合及自我决策，即可准确确定故障位置区域，快速自行隔离故障，并将故障信号、开关动作情况、开关运行状态等信息及时上报配电主站系统。动作逻辑情况如图1所示。

图1 就地式开关动作逻辑

当#1开关和#2开关之间发生故障，110kV甲变10kV 071断路器保护动作跳闸，#1、#2、#3开关感受到线路失压后分闸，之后站内断路器重合闸动作恢复送电，#1开关感受到线路有压合闸，但因将电送至故障点，站内断路器保护动作再次跳闸，#1断路器感受到失压再次分闸，且因有压时间未达到设定时间即分闸，自动化开关闭锁，站内断路器再次合闸，恢复前段线路供电。考虑到站内重合闸充电时间，通过自动化开关合闸时间设置即可实现线路故障的自动隔离。此种运用形式只能实现故障的自动隔离，但无法实现非故障段的供电自动恢复，。

3.2就地式自动化开关自愈功能

在就地式开关隔离故障的基础上，在联络开关上增加动作逻辑，在隔离故障后使联络开关自动动作合闸，恢复非故障区域供电。动作逻辑如图2所示。

图2 就地式自动化开关自愈功能

当#1、#2开关间发生故障并自动隔离后，在#3联络开关设定动作逻辑，即开关一侧无压一侧有压时#3开关自动合上。为避免在故障判断阶段#3开关感受到一侧无压一侧有压误动，需对#3开关设定延迟时限，躲过故障判定阶段。这种方式的采用虽然可以恢复非故障段的供电，但联络开关的动作单纯依靠两侧的电压来判定，不具备转供电流计算判定。

3.3集中式+就地式自动化开关自愈功能

此种模式的采用动作过程与就地式自动化开关自愈过程一致，区别在于联络开关动作逻辑。联络开关动作来自主站系统的遥控信号。通过前段线路自动化开关动作隔离故障后将信号传回主站系统，主站系统收到信息，分析负荷情况后向联络开关发送合闸遥控指令，使联络开关合闸实现非故障区域的复电。

3.4纯集中式自动化开关自愈功能

纯集中式自动化开关与就地式自动化开关动作不同，集中式自动化开关依靠主站的判别和遥控指令进行动作。动作逻辑如图3所示。

图3 集中式自动化开关自愈功能

当#1、#2开关间发生故障，则#1开关的电流值会突变，#2开关的电流没有明显变化，则主站系统自动判断故障点位于#1、#2开关之间，主站系统发送#1、#2开关跳闸指令隔离故障，当站内断路器重合正常后，故障已隔离，系统开始进行非故障区域转供操作，发送#3开关合闸指令，恢复非故障区域送电。此种自愈功能相较就地式自愈功能可一次性将故障隔离，故障点不会受到多次故障电流冲击，但需可靠的通信支持，适用于城区线路。

4结语

综上所述，智能配电网故障处理技术在社会经济高速发展的形势下实施创新与变革，对提高供电可靠性有重要意义。针对实际不同的线路情况，有多重自愈模式可供选择使用。配网自动化开关的大范围使用不但可以促进电力事业更上一层楼，且可以为广大电力用户提供更加优质、有保障的电力服务。

参考文献

[1]邓子华.智能配电网的故障处理自动化技术[J].通信电源技术，2019，36(11)：105-106.

[2]林细玲.智能配电网的故障处理技术研究[J].科技经济导刊，2019，27(33)：49.