典型的配電自動化故障恢復(fù)模式探討

摘要：配電自動化是將現(xiàn)代計算機技術(shù)等完美結(jié)合在一起的綜合信息管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)運行的過程中最為典型的故障主要分為三個類型，即重合器的故障處理模式、系統(tǒng)保護的故障處理模式和主站監(jiān)控的故障處理，為了提升電能的可靠性和電能的質(zhì)量，就應(yīng)該建立一個典型的自動化故障恢復(fù)模式。

關(guān)鍵詞：配電自動化；故障恢復(fù)模式；重合器；系統(tǒng)保護；主站監(jiān)控 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM727 文章編號：1009-2374（2015）29-0125-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.063

1 配電自動化概述

配電自動化早在20世紀(jì)90年代被人們所提出，但是截至目前，行業(yè)之間仍然沒有對配電網(wǎng)絡(luò)自動化的定義有一個標(biāo)準(zhǔn)的詮釋，配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是集合了計算機技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，讓計算機和電力設(shè)備能夠完美地進(jìn)行結(jié)合，從而實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)在任何狀態(tài)下進(jìn)行監(jiān)控和保護，并且將監(jiān)控和保護的結(jié)果準(zhǔn)確地展示給供電部門的工作人員，由相關(guān)的技術(shù)人員根據(jù)其具體的情況進(jìn)行調(diào)整，不斷提升供電

質(zhì)量。

配電自動化系統(tǒng)中主要分為四個層次，分別是配電管理自動化、變電站自動化、用戶自動化和饋線自動化，其中饋線自動化是提升供電質(zhì)量和可靠性最有效的手段之一。配電網(wǎng)絡(luò)自動化的實現(xiàn)對于社會的進(jìn)步、經(jīng)濟的發(fā)展等均有著非常顯著的意義，其作用主要體現(xiàn)在以下三個方面：（1）它能夠保證電力用戶用電的安全性和可靠性等，在配電網(wǎng)絡(luò)處于正常狀態(tài)下時，自動化系統(tǒng)能夠?qū)⑵溥\行方式進(jìn)行優(yōu)化處理，配電網(wǎng)絡(luò)的自動化能夠保證用戶電能的可靠性，與此同時還能夠確保用戶用電的時效性；（2）能夠顯著提升電能的質(zhì)量，能夠充分滿足現(xiàn)代一些高端用電器和高科技設(shè)備電能需求；（3）自動化還能有效降低電力線路的損耗情況，降低維修保養(yǎng)的費用，提升供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 配電網(wǎng)絡(luò)自動化在電路故障中的作用

主要的功能包括以下六個方面：（1）能夠?qū)收暇€路進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，幫助工作人員快速地進(jìn)行故障的排查和維修，實現(xiàn)故障線路的快速恢復(fù)，降低由于電路故障對于經(jīng)濟等造成的損失程度，同時提升電能供應(yīng)的可靠性；（2）通過實時監(jiān)控系統(tǒng)，對每條線路上的電能負(fù)荷情況進(jìn)行檢測，準(zhǔn)確掌握其運行的情況，盡可能早地發(fā)現(xiàn)存在的問題，快速地消除可能導(dǎo)致故障的安全隱患，有效地預(yù)防電力故障的發(fā)生，使得配電網(wǎng)絡(luò)的運行更加安全；（3）檢測每條線路的電壓情況，對于電壓出現(xiàn)異常的電路，立即調(diào)整電壓至正確的范圍，確保電壓的質(zhì)量；（4）檢測系統(tǒng)的主要功能是及時發(fā)現(xiàn)用戶計量的故障情況，預(yù)防和阻止有盜竊國家電力資源的行為發(fā)生；（5）通過自動化系統(tǒng)能夠時刻確保線路運行的狀態(tài)為最佳；（6）能夠完全實現(xiàn)用戶自己的自動化用電管理操作。

3 故障恢復(fù)模式

我國的配電網(wǎng)絡(luò)自動化的起步相對較晚，因此其中存在很多缺陷，最明顯的特點是自動化系統(tǒng)比較復(fù)雜，會設(shè)置沒有接地的中性點；如果是單相接地設(shè)計時，只能實現(xiàn)在一定的時間段內(nèi)進(jìn)行供電，再加上國內(nèi)目前的配電網(wǎng)絡(luò)自動化的傳輸功率較低，所以還不能完全達(dá)到預(yù)期的自動化管理要求。國內(nèi)在配電自動化故障恢復(fù)模式中主要有三種模式：（1）主站監(jiān)控恢復(fù)模式；（2）重合器恢復(fù)模式；（3）系統(tǒng)保護的恢復(fù)模式。

3.1 主站監(jiān)控的故障恢復(fù)模式

該種模式中，需要在各個開關(guān)上安裝饋線終端單元，如果電路發(fā)生故障，監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)l(fā)生故障前、發(fā)生故障時的情況進(jìn)行詳細(xì)的反映，這些重要的反饋信息對于故障的排查和處理的幫助非常大。主站監(jiān)控恢復(fù)模式的核心是饋線故障處理方式的集中控制，在故障發(fā)生的瞬間便能夠進(jìn)行切除，故障處理完成之后立即恢復(fù)供電，使得供電的安全性和可靠性得到保證。

3.2 重合器故障恢復(fù)模式

重合器是根據(jù)線路關(guān)合時的故障發(fā)生時間來判斷故障的，在發(fā)生故障時斷路器會按照其順序進(jìn)行合閘操作，當(dāng)故障點再次閉合時斷路器便會再次跳開，與此同時故障點兩側(cè)線路斷路器會將故障段進(jìn)行鎖定和斷開，這樣就能夠驅(qū)使電能再次供應(yīng)成功；如果整個配電系統(tǒng)發(fā)生故障，那么重合器和分段器通過系列的動作配合就能夠完成對線路故障的判斷和隔離操作，同時還能在最短的時間內(nèi)完成電路的恢復(fù)，在整個故障的恢復(fù)過程中完全不用主站系統(tǒng)以及通訊設(shè)備的介入。

在使用重合器故障恢復(fù)模式時，根據(jù)其對于故障判斷原理的區(qū)別可以將其分成兩種類型：（1）饋線重合器和“電壓—時間”型分段器之間的配合：該種配合方式需要對每個開關(guān)的電流檢測時間和合閘時間進(jìn)行設(shè)置。由于開關(guān)在檢測到系統(tǒng)的電壓信號之后一般還會出現(xiàn)短暫的延時然后才能完成合閘操作；在合閘動作完成之后同樣會出現(xiàn)短暫的延時，開關(guān)才能夠檢測系統(tǒng)的電流，如果檢測到電流信號，開關(guān)上提前設(shè)置的電路故障標(biāo)志會出現(xiàn)提示，從而瞬間完成故障的隔離操作，若開關(guān)未檢測到電流信號，表明該開關(guān)的轄區(qū)中沒有發(fā)生電路故障。（2）饋線重合器和過流脈沖計數(shù)型分段器間的配合，首先將每臺開關(guān)的重合次數(shù)提前進(jìn)行設(shè)定，在實際的運行過程中如果開關(guān)的重合次數(shù)已經(jīng)達(dá)到了預(yù)定值，與此同時開關(guān)處于分閘的狀態(tài)，那么電路故障會立即被隔離。

該兩種方法都是使用分段器和重合器進(jìn)行配合的方法，使用該種配合方式最為明顯的特點是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常簡單，因此在基礎(chǔ)工程建設(shè)上所耗費的資金較少，所有的設(shè)備都是自身擁有的，所以不會發(fā)生電源難題的情況；主要的缺點是單相接地時不能提供輔助類的信息。

3.3 基于系統(tǒng)保護的故障恢復(fù)模式

系統(tǒng)保護的故障處理模式優(yōu)勢非常明顯，該種模式能夠以最快的時間將故障進(jìn)行處理，使得供電系統(tǒng)的可靠性得到保障；系統(tǒng)保護能夠?qū)⒕€路故障隔離在該區(qū)域內(nèi)，不會對其他區(qū)域的電路產(chǎn)生影響。為了能夠提升系統(tǒng)性能指標(biāo)，將系統(tǒng)的停電時間盡量縮短，這樣能夠顯著降低配電主站的負(fù)荷量，在配電自動化系統(tǒng)中實行分級方法，可以另行建立一個子站的系統(tǒng)。

4 實例分析

重合器+分段器+熔斷器構(gòu)成的故障恢復(fù)系統(tǒng)，在實際應(yīng)用過程中，熔斷器一直是被當(dāng)成保護裝置使用的，對于單電源輻射網(wǎng)我們在改造時則使用的是將分段器、重合器和熔斷器聯(lián)合使用的方法，電路圖如圖1所示：

圖1 單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)系統(tǒng)

圖1為單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)，其中QR1和QR2都是重合器，前者的操作系統(tǒng)是2快2慢，后者的操作系統(tǒng)是2快1慢；QS代表的是分段器，使用的是3次計數(shù)后閉鎖的程序，熔斷器則是FU1-3，線路1-2、2-3的故障都是由重合器1進(jìn)行切除，除此之外則都是由重合器2和熔斷器相互配合處理。對于由重合器負(fù)荷一側(cè)的線路中發(fā)生電路故障，若故障為瞬時性那么重合器能夠立即做出反應(yīng)進(jìn)行切除；如果是永久性故障，且該故障位置在熔斷器的保護范圍之內(nèi)，那么熔斷器肯定會由于電流的沖擊而斷開完成對電路的保護。

5 結(jié)語

本文所介紹的幾種配電自動化故障自動恢復(fù)模式的優(yōu)缺點都非常明顯，同樣也都存在很多缺陷，相比較而言，系統(tǒng)保護故障恢復(fù)模式是比較完善的，該種方法能夠完成下方電路的保護功能，系統(tǒng)對于電路故障的敏感度、反應(yīng)速度等都比較快，促使配電網(wǎng)絡(luò)自動化更加趨于統(tǒng)一化和智能化。隨著人們對于電能需求量越來越大，在生產(chǎn)過程中電能的穩(wěn)定和可靠性一直是社會比較關(guān)注的問題，希望在供電單位能夠在配電網(wǎng)絡(luò)自動化方面不斷進(jìn)行加強研究和優(yōu)化的力度，為社會的發(fā)展和經(jīng)濟的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈伊韡.環(huán)網(wǎng)箱變配電自動化系統(tǒng)的故障模擬試驗[J].電力與能源，2013，（6）.

作者簡介：諸懷敏（1985-），女，江蘇淮安人，供職于江蘇省淮安工業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，中教二級職稱，研究方向：電子。

（責(zé)任編輯：蔣建華）