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摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,人们对电能的需要越来越大的同时对电能的稳定也有了更高的要求。在这样的背景下,电能技术也得到了较大的发展并朝着智能化的方向不断前进。配电电网自动化故障处理技术是电网智能化技术的一部分,其可以显著提升电网的稳定性,从而满足社会的发展和人民生活的需要。因此,对配电电网自动化故障处理技术的意义和基本原理进行阐述,进而对当前的自动化故障处理技术进行相应的探讨和研究。
关键词:配电电网;自动化;故障;处理技术
引言
配电电网自动化技术是借助于电力自动化技术、信息技术以及自动控制技术等发展起来的现代电力系统控制技术。配电自动化技术借助于“软件功能”代替“设备功能”以及“人力管理”,借助于信息技术的高效性和互联性,从而使得配电网的运行管理更加规范化和高效性,在提高配电网运行效率的同时增强配电网运行的安全性与可靠性。本文将在分析配电自动化技术特点的基础上对其在配电网运行管理中的应用进行分析阐述。
1配电电网自动化的相关概述
配电电网自动化是我国电力系统不断发展变化的重要表现之一。结合我国目前电力系统自动化的实际表现,主要分为配电自动化、配电网自动化和调度自动化、变电站综合自动化四个方面。其中,实现配电自动化最重要的原因是提高配电网的稳定性,提高配电网的运行效率。此外,它能及时发现配电网中的配电事故,并在这一过程中充分利用计算机系统对配电设备的终端用户进行管理。随着我国科学技术的飞速发展,配电自动化的发展趋势越来越明显,广泛应用于医疗、冶金、建筑等各行各业。结合配电自动化系统的组成,包括现场监控层、通信接口层和系统管理层等,作为系统管理层,是指在配电系统运行过程中对配电工作发出指令,从而实现对配送工作的控制。通信接口层是现场监控层与系统管理层之间的主要通信桥梁,包括数据交换、信息传输等设备的新线,如通信电缆、以太网交换机等。配电自动化系统的现场监控层包括各种监测设备和测量设备,包括电容器、火灾探测器等。
2配电电网自动化故障处理技术基本原理
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,首先是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。第二步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。最后是当供电服务恢复后,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
3.1加快配电网线路的建设进程
由于我国对电力系统配电网设施建设工作不够重视,因此配电系统自动化技术水平相对较低。要想有效改变这一发展现状,就要提升对配电自动化技术的重视程度,对电力企业的配电网线路进行改造,对电力设备进行改造和维护,进而提升电力系统的电力传输能力。配电网线路优化建设过程中,仍需要保证电力企业员工的工作安全,保证电力设备运行的效率,通过结合电力设备实际运行情况,继而对老旧的电力设备进行淘汰和更换,尽可能地降低安全事故发生的概率,从根源处解决配电网运行效率不高的问题。
3.2分布式电源介入的结果
如果馈线电源没有装设瞬时电流速断保护,那么不同级别的保护配合也很密切,利用电源基站的主线开关或者分线的开关来通过过电流保护动作的时限配合。如果在电源馈线中存在一定的电源问题,分布式电源带来的助力电流就会帮助过电流保护提升它的敏捷度,对于保护动作是比较好的。假设分布式电源接到该馈线中,分布式电源下游的开关的过电流保护装置,虽然有利于破坏性,一旦分布式电源在下方存在问题,上方的开关在经流的短路电流相比较之前会有所降低,由于过电流保护的灵敏度高一些以及分布式电源的容量比较小,通常不会导致分布式电源上游开关的过电流保护拒动,也不会破坏配合关系。如果电源馈线装设瞬时电流速断保护,分布式电源可以从电源母线上的临近馈线进入。在这个过程中存在电源问题,分布式电源自身带有的助力电流会加大电源基站的瞬时电流速断保护的使用面积,根据存在的动作区域,从而计算出分布式电源下游部分的电源电力,从而增加跳级式跳闸的风险。但是,假设分布式电源直接接到电源馈线中,那么就不会产生任何影响。当分布式电源在下方位置存在问题时,就会减小经流电源基站的出线开关带有的电路电流,同时缩小瞬时电力速断保护的范围。另外,无论配电系统是否安装了瞬时电流速断保护的电源馈线,馈线上连接的分布式电源自身带有的短路电流在发生加大电流的情况下,反向电流也有可能让分支开关存在误动的状况,从而损害了层级保护的关系。所以,一定要做好配置方向的元件。如果分布式电源所带有的短路电流水平不高,这方面的影响问题不大。对于下游接有分布式电源的开关,其自动重合闸的延时时间应该要大于2s。
3.3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:(1)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;(2)通过继电器进行保护并判断故障位置;(3)使用故障指示器;(4)在各个分支线路上安装相关熔断器件。本文主要对故障指示器技术进行阐述。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。
3.4配网开关遥控
若是预置成功,执行失败,则可能由配电站所终端或开关本体的故障导致,运维人员则需要对故障DTU以及无法遥控的开关进行挂牌,到达现场后就地遥控开关一次,若开关仍然没有变位,则排查遥控回路是否有端子接线松动,同样用万用表蜂鸣档测量端子间通断,其中可能故障的模块有:配电站所终端开入开出模块、CPU板等,上报缺陷并联系厂家更换配件则可以恢复正常;若遥控回路接线均正常,极大可能是开关本体故障,则需要通过外挂电机,将开关先打到开路的位置(若原本就在开路位置则免去这一步),申请停电并检修开关本体。
结语
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差甚远,时常发生外力破坏光纤、电缆等等故障,同一故障也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,需要及时总结配电自动化故障处理的经验,不断提高配电自动化管理的效率。
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