智能配电网的故障处理技术分析

发表时间:2020/12/22   来源:《当代电力文化》2020年第21期   作者:刘喜儒1 张晓峰2
[导读] 配电网络是电力系统直接与分散在各地的用户相连的部分,通常其电压等级不超过10kV
        刘喜儒1 张晓峰2
        内蒙古乌海市电业局乌达供电分局     内蒙古乌海市016040
        摘要:配电网络是电力系统直接与分散在各地的用户相连的部分,通常其电压等级不超过10kV,有少部分配电网为20kV电压等级网络构架。智能配电网(SDG)是智能电网的重要组成部分,与传统配电网相比,具有更高的安全性,可提供更高的电能质量,支持DER的大量接入,可实现与用户的互动。此外,智能配电网具备自愈能力,这种能力的实现,与其自动化的故障处理技术相关。一旦配电网络发生故障,可迅速实现故障定位、隔离,在短时间内恢复非故障区供电。
        关键词:智能配电网;故障处理技术;分析
        如今,智能化技术在整个社会中的应用都越来越普遍,也越来越深入,进一步推动了现代社会的信息化改革,为各个行业、领域都带来了极大的便利,在配电网当中亦是如此。智能配电网的建设,从多个方面改进、优化和升级了传统配电网的功能,不仅减少了配电网运维过程当中的人力投入,减少了人的工作量,同时还提高了配电网运行的稳定性、安全性。智能配电网能够对配电网在运行过程中发生的故障,自动检查、处理,自动快速地采取应对方案。因此将智能配电网故障的自动化处理作为一个关键的课题,积极加强相关的研究、探讨与实践。一方面要客观认识到智能配电网故障中自动化处理技术的优势;另一方面更要将自动化处理技术科学、合理地应用到智能配电网故障处理中来,切实保障智能配电网的供电质量。
        1智能配电网故障中自动化处理技术的优势
        所谓的智能化、自动化,指的是依靠信息化技术手段,模拟人的逻辑思考过程,并根据思考结果自动做出相关的策略,从而在一定程度上取代人的劳动。单就智能配电网故障中的自动化处理技术而言,主要的优势在于以下几点:①迅速做出应对策略,保障配电网运行的稳定性、安全性。配电网的覆盖面积大,物理组成结构复杂,任何一个部件、设备发生故障,都会影响大局域范围内的用电,而且可能会引起安全事故。有了自动化技术作为支持,能够在发生故障的瞬间,迅速采取应对策略,如进行自我修复、起动备用设备和调整供电策略等,从而减小故障带来的影响,保障配电网运行的稳定性、安全性。②减少人的劳动量,减轻工作压力。传统的配电网运行维护是一项非常复杂的工作,对于工作人员来讲,压力非常大,每天需要进行大量的实地检查,处理具体的工作事务。而自动化技术则可以改善上述情况,能够全天候地监测配电网运行情况,如果发现了故障或是故障隐患,便启动自我维护,不需要工作人员再时时、处处进行现场检查和处理,进而有效减轻工作人员的工作压力。③为运维提供参考依据。对于一些不能自动化处理的较为复杂和严重的故障,自动化技术也能够为运维提供参考依据,如能够随时记录设备、线路的运行数据状态,并检测故障的类型、位置,甚至为人工运维提供决策,帮助工作人员快速定位、分析和解决故障。
        2智能配电网故障处理技术的特点
        2.1提高技术处理的安全性
        智能配电网故障处理技术可以自动检测出电网的安全隐患,同时将故障路段的电网与其他区域的电网进行隔离,防止故障扩大化,从而提高整个电网的安全性以及供电质量。智能配电网故障处理技术能够迅速发现故障位置,并迅速排除故障,减少给用户带来的影响,从而达到提高供电质量的目的。
        2.2提高自动化和信息化程度
        智能电网故障处理技术能够监听整个电网的运行状况,并以最快时间发现故障并解决故障,保障电网能够在最快时间内恢复运行。智能电网故障处理技术除了能够增强自动化外,还能够大幅度提高信息化程度。该技术减少了人工操作,有利于电网系统的快速运行。在发现故障问题后,智能电网会立即将最新情况汇报给控制中心,加强电网的信息化程度。


        2.3加强电网互动性和主动性
        智能电网故障处理技术可以自发监测电网内整体的运行状况,收集电网内所有数据,并针对已收集的数据进行分析,自主预测电网可能出现的故障、自动检测电网已发生的故障、自动处理和排除故障。同时,电网系统还可以使用人机互动技术,人工可以根据机器反应情况给出最优解决方案。此外某些具有操控权限的人员可以主动干预电网系统的运行状态,保证电网的良好运行。
        2.4数据监测设计
        常规SC 中,互感装置通常是以电磁式为主。而目前所开发的电子式互感装置会在电力测量与保护方面有很大的突破。择取电子式互感装置能够从根本深化产品的智能性。通常中、高压均可择取电子式互感装置。同时在泄漏电流测量中,表征绝缘特性的参量具有多元化特性,其中包括介质损耗角正切、局部放电以及泄漏电流等。若以经济性作为切入点,现阶段在中压SC 可选择的是检测绝缘件的泄漏电流。
        2.5温度检测设计
        目前,Intelligence-SC 中的温度检测主要包括下述几种方式:热红外测温、色片测温、光纤光栅测温、无线测温。以目前科技发展的角度分析,可以选择后面三种方法。经研究发现:高压无线测温方式可以很好地应用于Intelligence-SC 系统,此设计方案选择了无线测温。
        2.6真空度监测设计
        对使用中的真空CB 的真空度要定阶段性予以检查,进而避免事故的发生。现阶段,有关真空度的检测形式主要包括离线与在线监测两种。而真空CB 真空度的在线检测较之离线检测更具有实时性,但是检测装置不能够影响CB 的正常运行。真空度在线监测形式包括耦合电容法以及电光变换法等八种形式,可根据实际情况选择监测形式。以屏蔽罩电位的改变作为真空度的指标即为现阶段主流的在线监测方式。对放电时的电磁及光电效应的研究目前也受到可研究工作者的青睐,在未来会逐渐应用于实际。真空度的在线监测即为相对繁琐的一项技术,在此次研究中,建议选择国内已经投入市场的实际产品。
        2.7状态监测及故障诊断技术
        配电网的智能化主要表现在对设备进行在线监测并进行故障诊断方面。历经长时间的实践与研究,现在的中压开关设备在监测方面的作用已取得了很大的进展。就像在对功率和功率因数、电流还有电压以及电网频率和断路器合/分工作状态进行检测;对短路、过电流、电机起动、不平衡运行、欠电压、接地等进行保护;另外对远方断路器以及操作进行控制等。我们通过利用相应的通信手段将其很好地结合在一起,完成微机对变电站的几种控制。另外数据的采集和处理以及信号的变送和故障方面的分析诊断构成了中压开关设备在线监测系统。其应用较为广泛的几项检测分别为绝缘性能监测、机械性能监测和电气性能监测3 部分。具体包括:第一,触头的电寿命主要受其磨损量的影响,可以对燃弧时间意见开断电流的检测来实现。第二,断路器是否出现故障主要是通过对有关部件的机械振动、合/分闸线圈电流和电压的波形变化、控制回路通断状态,以及操动机构储能完成状况等信号来进行判断的。第三,最近新兴的UHF 电磁波对绝缘情况做出相应的监测,而对于接触部位以及载流导体的温度检测能够通过感温元件或红外线技术来完成。
        结语
        在智能配电网中,融合应用了配电网高级自动化技术、自动化控制技术、通信技术、人工智能技术及传感技术等现代化科技,可实现对于配电网及电力设备的可视化管理,动态监测配电网运行状态,实现对于配电网的自动化控制、保护及故障发生时的自愈控制,为电力用户提供可靠、安全、环保的电力供应服务。智能配电网在运行过程中,会受到诸多外界因素的干扰,长期下来,难免发生故障,但是借助于故障处理技术,能够高效精准定位故障,予以切断、缩小故障范围,降低突发故障造成的影响,优化供电服务质量。
参考文献
[1]余建平,朱永梅,侯四维.智能化环境下的配电网一次和二次系统协同规划问题研究[J].机电信息,2019(30):9-11.
[2]徐铭铭,冯光,张林林,等.基于同步波形的配电网故障诊断技术综述[J].电力工程技术,2019,38(5):138-146.
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