配电电网自动化故障处理技术的研究

发表时间:2020/8/13   来源:《中国电业》2020年3月8期   作者:陈波涛 张亚宁
[导读] 配电自动化的应用无疑能够提升电网的供电可靠性以及运营效率与收益,但新技术的应用也带来了一系列新的故障。
        摘要:配电自动化的应用无疑能够提升电网的供电可靠性以及运营效率与收益,但新技术的应用也带来了一系列新的故障。因此,配电自动化技术虽然能够应用自动化设备的相关功能减轻配电网站所人员的巡视、检修压力,但是对配电自动化运维人员提出了较高的要求,配电网运行环境复杂,设备种类、数量繁多,以至于配电自动化设备故障频发,导致无法正确监视配电网,一旦期间发生电网故障,后果不堪设想,自动化设备基数一旦增大运维压力更加繁重。
        关键词:配电电网自动化;故障;处理技术
        1导言
        配电自动化的设备数量繁多且运行环境较为复杂,相比主网自动化设备情况相距甚远,时常发生外力因素破坏光纤、电缆等故障,同一故障往往有许多不同的诱因,给配电自动化日常运维带来了较大压力,因此需要总结配电自动化故障处理的经验以提高配电自动化管理的效率。
        2配电电网自动化故障处理技术基本原理
        配电电网自动化故障处理技术就是在如今的配电系统逐渐智能化的背景下,通过进一步利用智能化技术实现自动对配电电网中存在的问题进行检测,甚至对可能出现的问题进行预测,并最终对这些问题进行及时反馈和报警,且自动采取一定的措施完成对故障的初步处理的技术。
        当前的配电电网自动化故障处理技术大多是利用信息系统和辅助设备完成对电网运行状况的实时监测,并利用智能化系统进行计算模拟,从而对可能出现的状况和潜在的问题如设备缺陷等进行预测,并予以相应的提醒的同时对这些潜在的可能影响到安全和供电稳定的问题进行自动、自主的处理。整个配电电网自动化故障处理往往分为三步:第一,当电网发生故障的瞬间,立刻完成对故障开端的清除。这一步大多是通过高压断路器和继电保护自动化设备在100ms内完成,从而最大程度的保护配电电网,比过去传统的继电保护设备对电网的恢复更快、安全性更高。传统的继电保护设备想要对电网功能进行恢复往往存在很多局限性,如对多开关级联的优点利用不充分导致在进行断电保护时发生较大面积的停电。第二,是在完成故障开端的清除后会迅速对故障问题的起因进行诊断,从而对故障区和非故障区完成划分,并在对故障区实行隔离自动维护的同时使非故障区迅速恢复供电。第三,当供电服务恢复后,进一步对隔离的故障区进行排查,从而找出故障点的位置和故障原因。
        3配电电网自动化故障处理技术控制措施分析
        3.1故障检测及定位技术
        当前故障检测及定位技术手段主要有4种:通过在线路上安装重合器、分段器、断路器等器件来对故障位置进行判定和隔离;通过继电器进行保护并判断故障位置;使用故障指示器;在各个分支线路上安装相关熔断器件。其中故障指示器技术主要是对发生短路后的故障进行检测,凡是出现故障电流特性的线路都会触发自动指示器,所以在发生故障后,故障点就会被确定在触发的指示器和未触发的指示器之间的区域。且现在以故障指示器为基础的故障定位系统的反映更为迅速,可以对故障完成快速的定位,更能满足配电电网智能化的要求。在以故障指示器为基础的故障的定位系统中故障定位算法也十分重要,当前较为常用的方法有行波算法、神经网络算法、基于FTU的故障定位算法等。而要确保故障检测和定位技术功能的正常发挥还要确保即时通信技术可以对信息传输过程做出保障,目前主要的解决方式是使得故障指示器和数据采集器之间只有一个地址,从而使得故障定位更加快速、简便。


        3.2配电网自动化开关故障处理技术
        为有效应对配网自动化开关常见故障,增强配网自动化开关的应用效果,凸显其应用价值,需要在配网自动化开关应用中注重馈线终端装置的合理使用,通过对主站计算机的合理使用,对该终端的传输数据进行科学分析,进而实现针对性强的跳闸程序设置,且在远程控制开关的配合作用下,实现对故障区段的有效隔离。此种配网自动化开关故障处理方式也存在着设备投资大的问题,需要根据实际情况谨慎使用。同时,也可通过对电缆的控制,保持上下级开关保护装置良好的连接效果,确保即便是在闭锁方式的作用下,降低配网自动化开关应用中的跳闸选择性问题发生率,促使其动作准确率得以提高;考虑配网自动化开关功能及特性。为有效避免人为因素造成的开关故障,要综合考虑电磁锁的安装位置,尽量将其安装在接地刀闸操作孔上,强制性锁闭线路地刀,减少线路侧带电条件下对配网自动化开关产生的影响,以此保障配网线路的良好运行,维护工况质量;暴雨雷击天气的应对措施。为排除这一因素的影响,要重视绝缘子的选取,尽量选择耐压等级高的绝缘子,并落实好配网自动化开关故障处理工作,使得其性能不受影响。同时,还要注重台区避雷装置的检查工作,就性能不好或与实际要求不符的避雷设备,及时更换,并在配网自动化开关工作区域设置好避雷设备,将这类设备安装于指定的位置,从而降低配网自动化开关应用中因雷击因素而引发的故障发生率。
        3.3故障区自动隔离与恢复技术
        第一,集中式控制方式与分布式控制方式的区别主要在于完成网络重构进行设置这一过程的主体不同。集中式网络控制方式完成重构的过程主要在控制中心,控制中心通过SCADA系统对出现的故障的有关信息进行收集进而进行分析处理。在这个过程中通常是由FTU负责将故障数据信息通过逻辑通道递交到控制中心,之后控制中心进行分析后向外传递相关命令进行重构,使非故障区的供电得以恢复。该方法对相关计算机的系统稳定性和计算能力以及逻辑通道的传递能力都有较高的要求,但其的优点在于可以精准施控。第二,分布式控制也被称为就地式控制,其特点就在于网络重构是通过临近故障处的开关器件的控制装置进行的,无需配电网中主站和子站的参与,相对于集中式控制方式更为简便快速。该方法的应用是在如今配电电网开关器件自身的性能不断提升的基础上实现的。分布式控制主要通过两种方式完成网络重构,一种是只通过重合器完成,另一种是通过重合器加分段器完成。但两种方式殊途同归,都是当馈线发生永久性故障时,由馈线配电终端对相邻的配电终端进行通信完成相关故障信息的传输,使之进行相关的判定,并根据相关数据如电压、电流等信息确定故障类型和大概位置,最终再将故障的信息如位置等交由配电终端。在这个过程中,如果使用重合器的分布式控制方式,重合器会在进行一次分闸闭锁后再次进行合闸,从而恢复供电。分段器并不具备断开短路电流的功能,所以在使用时往往是与重合器一起配合进行使用,二者配合使用更能充分的对馈线的自动化功能进行发挥。
        3.4自动化停电管理技术的实际运用
        当配电网运行期间出现故障后,会运用到自动化停电管理技术,同时自动化系统会对故障数据信息进行反馈,依据反馈的故障数据信息明确停电区域及时间,还能对用户故障维修电话进行接听,告知用户故障问题及处理结果,其中主要涵盖了停电故障原因、供电恢复时间、故障维修进度等内容。此外,自动化停电管理技术还能对电力运行过程中出现故障的位置、故障类型及发生故障的时间等进行智能化记录。
        4结束语
        总之,将配电智能化,应用自动化故障处理技术等都有利于提升电网供电的稳定性和供电的质量,从而促进社会的进一步发展和进步,也符合当前的现代化供电系统发展理念。
        参考文献:
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        [2]曾凌,金涛.电网自动化与配网自动化探讨[J].机电信息,2011(24):67-68.
        [3]刘志慧.电力系统配电自动化及其对故障的处理分析[J].黑龙江科技信息,2017(02):139.
        [4]张沿辉.电力系统配电自动化及其故障处理的分析[J].黑龙江科学,2014,5(10):172.
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