配电网自动化系统的故障处理技术分析

配电网自动化系统的故障处理技术分析

卢汉卿 刘永珂

云南电网责任有限公司楚雄禄丰供电局 云南楚雄 651200

摘要：电能是居民日常生活生产最重要的能源之一，是国家重点发展和投资的行业，但电力需求与电力供应之间往往不能达到平衡，由电网规模急速扩大导致输配电网馈线终端管理不足，进而造成的能源短缺现象严重。特别地，在电网运行中，由于传统的配电网模式以供方为主导，运行安全基本依赖于人工管理，故障决策主观性强，而馈线终端出现故障后，地处偏远地区的馈线信息受到地理因素和环境因素的影响，其故障信息在传输过程中容易产生遗漏、畸变等现象，加大了故障的定位难度，导致故障维修效率低下，甚至造成连锁故障，因此电能的安全、稳定、优质、高效运行无法得到有效保障，还会直接影响国家的经济利益和居民的生活品质。因此，发展电网故障处理的自动化是实现智能化电网建设的关键。

关键词：电网自动化系统；故障处理；技术

1研究背景

配电线路常见的主要故障。在配电线路中，线路故障最为常见。线路设备出现故障的原因，主要是由于线路中的架空线，电杆开关和电缆的施工工艺参差不齐，这是由于其在安装和施工过程中没有对其进行严格的质量控制。当然，有可能是由于某个地区的自然状况，或是设备的老化等因素造成的。在对线路中的故障展开处理的时候，要考虑到许多方面的因素。例如，故障信息的获取、物资、人员的管理等。如果工程人员技术水平较低，很难在短时间内找到故障的位置。由于维护物资无法及时到位，就会给线路的维护带来了很大的困难。这些问题的本质与所涉及的技术缺乏自动化之间存在着不小的关联。因此，将自动控制技术运用到电力系统的故障防治工作中，已变得越来越重要。

2电力系统配电自动化的结构

配电系统自动化的结构由配电主站（主站层）、配电子站（子站层）、通信网络（通信层）和配电终端（终端层）四部分组成。其中，配电主站位于城市的调度中心，负责电网的远程调配；配电子站部署于110kV/35kV变电站，负责与管辖区域的DTU/TTU/FTU等电力终端设备通信；通信网络负责配站主站、子站、终端的信息传输，通过构建通信渠道，实现电力信息的双向传递；配电终端能够汇总电力系统正常运行中的电压、电流等数据，具备快速识别故障、上传信息、接受控制命令等功能。配电自动化系统通过四个部分之间的有效协作，可集合电力系统中的电网参数、用户信息、电力情况等有效信息，构建完整的自动化管理系统，切实提高电力系统的配电效率。

3电网自动化系统的故障处理技术

3.1配电网自动化光纤通信技术

配电自动化系统DTU光纤通信技术由于其内部结构的复杂性，以及其整体的内部结构是以“总-分”方式进行，因此，在采用基于主网的网络保护技术时，配电系统中的每个用户就像一个独立的小单位，都拥有自己的线路通道和交换机位。在发生故障的情况下，采用DTU自动切换的保护功能进行故障隔离，并将故障的类型通知给主站，包括：故障类型为暂态故障、过电流短路故障、接地故障等，并将故障的位置上报给配电网自动化设备。

3.2故障区自动隔离与恢复技术

在配电网与供电的过程中，无法避免产生故障。通过配电网自动故障处理技术，可以对故障区域进行自动隔离，增加断路器元素时，电力系统自动设备工作正常。该方法可以主动地隔离出故障区域，使中间中断的次数减少，并缩短查找故障的时间，为迅速恢复电力供应提供了有利的条件，提高了电力供应的可靠性。电力系统配电网中的自动切换装置主要是由断路器和负荷开关组成，前者可以有效地将变电所和馈线联系起来，后者可以用于对配电线路进行连接和配接。自动故障处理与恢复技术，需要自动开关设备对故障点是否为暂时故障、过流短路故障或接地故障进行判断，并采取相应的动作，借助重合闸功能，实现对暂时故障能力的自动化恢复。

3.3环网电缆故障处理技术

环网电缆故障是南方电网中经常出现的问题。例如，35kV环网电缆绝缘破损问题主要出现在夏季和冬季，冷热交替会使环网电缆的包塑不锈钢扎带在长期紫外线作用下氧化损坏，内部钢带分离出来将电缆割伤，损毁环网电缆防护套，导致电流无法正常通过电缆，造成电路之间的电流差，导致产生保护动作，从而发生跳闸现象，影响电力系统的正常运行。

针对此故障，技术人员要先准确分析环网电缆的故障类型，然后选用对应的处理措施。当环网电缆故障时，电缆两侧开关会自动跳闸。因此，技术人员要切除电缆的故障区域，以保证电力系统的正常运行。例如，当35kV环网电缆出现自投现象时，技术人员要检查母联开关，及时合闸，保证电力的正常供应；当环网电缆出现明显的外观损坏时，技术人员要及时更换电缆。

3.4使用网络保护技术

目前，我国电网的大多数地区仍在使用老旧的继电保护。老变流保护装置的保护动作衔接问题，要有专人负责，否则将会产生新的变流保护装置。因此，对原来的线路保护制度进行创新改革是十分必要的。新型网络保护技术，CAN线路进行数据传输的新的网络保护技术。在配电网路线路出现问题与故障时，相应的保护预警会及时将信号传输出去，并同步做出保护措施。因此，网络保护以及故障预防的高效性及准确性得到了保障。该保护体系可以提高网络的互通性和协调性，扩大保护的范围，提高保护的能力。它是一种由一点向多点、由一条线、由一片地区向其他地区扩展、并确保了各层级间的相互配合。网络保护技术可以很好地利用通讯、电脑和网络技术来解决保护机制中的速度和选择性的矛盾。此外，网防系统还可以将监控的数据和信息通过其他的方式传输给网防中心，从而实现对使用者的数据的共享，并确保信息的透明性。但在其使用中，为了确保技术的先进性，必须根据实际情况进行适当的调整，并根据网络技术的发展进行创新。

3.5电力系统通信中断处理技术

电力系统通信中断会直接影响电力系统指令的下达。在配电自动化系统中，配电主站和配电子站相互连接，通信中断时，即使配电主站能够正常发送信息指令，配电子站也无法接收；同时，配电终端也无法继续收集电力系统中的各项数据，导致电力系统无法正常运行。针对传输介质故障，要检查变电站内的远动装置和PCM设备，如电缆和线缆出现破损，说明造成通信中断的原因为传输介质故障，可选用更换介质的解决方案；针对设备硬件故障，要重点检查远动机设备、PCM设备和光传输设备，若出现板卡破损或光卡破损，要立即更换硬件设备，保障通信系统的正常运行。检修完成后，技术人员需重新配置配电主站的波特率、IP地址等信息，重新切换通信频道，恢复电力系统的正常供电。

结论

近年来，科技水平的提高，电力系统的可靠性和安全性也越来越重视。为此，必须加大对配电自动化的使用力度。在工作中，要积极总结经验，寻找解决问题的办法，充分发挥设备主人的能动性，做好配电网自动化成套设备的管理，提升设备运行质量，确保自动化技术发挥出优势，提高运行效率，保障供电安全可靠，实际工作中，企业要重视配电网自动化开关故障的处理，并实施维护措施，促进我国配电网络发展水平的提高。

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