電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化及其對(duì)故障的處理措施

明建強(qiáng)，游中國(guó)

（南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川南充 637131）

在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)發(fā)展背景下，很多地區(qū)不斷加大在電力行業(yè)的資金投入力度，政策方面也給予了大力的支持。在電力行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，通常包含發(fā)電廠與輸電設(shè)備，由于部分地區(qū)缺少對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重視，致使配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)缺乏合理性，不僅降低了用戶端的供電質(zhì)量，還影響了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為此，需要加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建智能化配電網(wǎng)絡(luò)模式，不斷提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，提升電力行業(yè)綜合發(fā)展水平。

1 電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的必要性分析

1.1 有助于提高電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量

新時(shí)期的發(fā)展環(huán)境下，新的科學(xué)技術(shù)在很多行業(yè)企業(yè)中都有著廣泛應(yīng)用，電力需求增加，對(duì)輸配電質(zhì)量提出較高的要求，進(jìn)而推動(dòng)了配電自動(dòng)化系統(tǒng)的普及與推廣。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用范圍逐漸得到拓展，包含醫(yī)療、建筑、新能源、化工等。通過分析配電自動(dòng)化系統(tǒng)的主要構(gòu)成要素，涉及到多個(gè)層次的構(gòu)建，如系統(tǒng)監(jiān)控層、系統(tǒng)通信層、系統(tǒng)管理層等，其中系統(tǒng)監(jiān)控層主要與系統(tǒng)管理層進(jìn)行信息交換及傳遞，在通信接口層的作用下，實(shí)現(xiàn)以上功能，有助于強(qiáng)化對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的分析，達(dá)到全方位掌控現(xiàn)場(chǎng)工作情況的目的。不斷提高過程控制效率，提升功率能耗控制等功能的應(yīng)用水平；而系統(tǒng)管理層的運(yùn)行體現(xiàn)出一定的獨(dú)立性，基本原理是一個(gè)客戶端口對(duì)應(yīng)一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)器，需要構(gòu)建獨(dú)立的項(xiàng)目主機(jī)系統(tǒng)，之后利用主機(jī)服務(wù)器將相應(yīng)的指令發(fā)送給不同的端口，通過此種運(yùn)行方式，能夠達(dá)到電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化運(yùn)行的目的。

1.2 有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)故障

在民生不段改善中，生產(chǎn)力及生活質(zhì)量均得到了顯著提高，對(duì)電量的需求不斷增多，由此對(duì)電力輸送、電力生產(chǎn)、配電維護(hù)等專業(yè)技術(shù)的要求越來越高，如果依然采用傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)配電模式，已無法滿足經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下的發(fā)展要求。而應(yīng)用配電系統(tǒng)自動(dòng)化模式可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)配電運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)24h 不間斷的監(jiān)控分析，并針對(duì)電力傳輸及轉(zhuǎn)換過程中損耗的電力進(jìn)行計(jì)算，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障問題，做好快速、可靠的處理工作，避免故障范圍擴(kuò)大，引發(fā)嚴(yán)重的電力故障。由此可見，電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化有著重要的作用和意義，有助于提升電力行業(yè)的綜合實(shí)力，為社會(huì)建設(shè)和發(fā)展發(fā)揮支撐作用。

2 電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的主要構(gòu)成分析

2.1 信息采集功能模塊的構(gòu)建

2.1.1 合理設(shè)置配電主站層

針對(duì)配電系統(tǒng)的信息采集來說，需要設(shè)置配電主站層，實(shí)際作用是獲取不同子站的數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，發(fā)出指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，及時(shí)恢復(fù)故障診斷區(qū)、非故障區(qū)、故障隔離區(qū)的正常供電。另外，通過構(gòu)建配電網(wǎng)主站層有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的分析，提升配電系統(tǒng)的全網(wǎng)管理水平，提高配電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。

2.1.2 有效配置配電子站層

由于配電系統(tǒng)的布設(shè)與城市發(fā)展規(guī)模之間存在密切聯(lián)系，且體現(xiàn)出較強(qiáng)的復(fù)雜性，因此，在配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，嚴(yán)禁將數(shù)據(jù)信息直接錄入主站層，容易在數(shù)量龐大通信端口的影響下，增加設(shè)備運(yùn)行過程中的負(fù)荷。為突顯配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中的時(shí)效性，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況和基本需求合理設(shè)置子站層，主要針對(duì)配電區(qū)域中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，配合進(jìn)行相應(yīng)的處理，之后向系統(tǒng)主站層轉(zhuǎn)發(fā)。在站層通過落實(shí)數(shù)據(jù)信息的分析工作，明確系統(tǒng)中存在的故障，將對(duì)應(yīng)的指令發(fā)送到子站層，確保電力系統(tǒng)快速恢復(fù)運(yùn)行。

2.1.3 嚴(yán)格管理終端設(shè)備層

終端設(shè)備層的主要作用是采集的信息并進(jìn)行相應(yīng)控制配電系統(tǒng)，通過運(yùn)用電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化技術(shù)、故障處理措施有助于強(qiáng)化相關(guān)數(shù)據(jù)信息的及時(shí)和準(zhǔn)確，為子站層的運(yùn)行提供合理依據(jù)。結(jié)合對(duì)子站與主站發(fā)出命令的分析，終端層設(shè)備的主要構(gòu)成包含F(xiàn)TU、DTU 等，設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況直接影響配線自動(dòng)化運(yùn)行效率與質(zhì)量，需增強(qiáng)終端設(shè)備層構(gòu)建的意識(shí)，充分發(fā)揮其實(shí)際作用和價(jià)值。

2.2 饋線自動(dòng)化功能模塊的構(gòu)建

在電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行過程中，設(shè)置饋線自動(dòng)化功能，可以發(fā)揮采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的作用。通常情況下，應(yīng)該做好配電電壓、饋線電流、開關(guān)狀態(tài)等關(guān)鍵信息的監(jiān)控工作，從真正意義上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分閘及合閘的目標(biāo)，強(qiáng)化線路運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性、安全性。如果在系統(tǒng)中存在負(fù)荷分布不夠均勻的情況，需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)際情況的具體分析，采用有效方法平衡負(fù)荷，從而提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，使其始終維持在最佳的運(yùn)行狀態(tài)，并確保故障問題能夠得到及時(shí)解決。不斷提高饋線自動(dòng)化在供電安全、供電速度等方面應(yīng)用的實(shí)效性，充分發(fā)揮饋線自動(dòng)化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

3 電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化中常見的故障問題及危害

3.1 主變壓與110 kV進(jìn)線失壓故障問題

在配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，常見的故障問題有主變壓故障及110 kV 進(jìn)線失壓故障等。其中主變壓故障具體指主變差動(dòng)跳閘及瓦斯保護(hù)動(dòng)作，如果出現(xiàn)進(jìn)線失壓故障，通常會(huì)發(fā)生一路110 kV 進(jìn)線失壓保護(hù)動(dòng)作，一旦此種情況得不到及時(shí)且有效的處理，會(huì)出現(xiàn)主所35 kV 母聯(lián)310開關(guān)自投，久而久之出現(xiàn)配電自動(dòng)化故障問題。

3.2 框架保護(hù)動(dòng)作故障問題具體分析

引發(fā)電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化故障的因素較多，框架保護(hù)動(dòng)作為主要原因，主要體現(xiàn)在電流型框架保護(hù)中。電力系統(tǒng)中的框架泄露設(shè)備保護(hù)動(dòng)作容易引發(fā)交流進(jìn)線開關(guān)及直流進(jìn)線開關(guān)的跳閘問題，但是對(duì)于直流饋線開關(guān)而言，通常不會(huì)出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，而接觸網(wǎng)需要在直流母線的作用下，才能實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域供電。除此之外，如果另外一個(gè)框架泄露保護(hù)動(dòng)作，會(huì)引發(fā)整流變交流開關(guān)、直流進(jìn)線開關(guān)、直流饋線開關(guān)的跳閘問題，導(dǎo)致配電自動(dòng)化過程中發(fā)生相對(duì)較為嚴(yán)重的故障，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成不良影響。

3.3 環(huán)網(wǎng)電纜故障問題的具體分析

電力系統(tǒng)配電運(yùn)行過程中，環(huán)網(wǎng)故障的出現(xiàn)概率相對(duì)較高，直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。一旦發(fā)生故障，會(huì)導(dǎo)致線路差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作直接跳閘。如果故障問題出現(xiàn)在電纜進(jìn)線位置，則容易引發(fā)變電所35kV母線開關(guān)自投問題，使得配電系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)入非正?；癄顟B(tài)，影響了電力系統(tǒng)情況下運(yùn)行質(zhì)量的，弱化電力供應(yīng)的安全性和可靠性。

4 電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化故障問題的有效處理方法

4.1 主變壓和110 kV進(jìn)線失壓故障的專業(yè)化處理

針對(duì)配電系統(tǒng)中的主變故障及110 kV 進(jìn)線失壓故障問題，應(yīng)該采用在主變壓器中安裝相應(yīng)的保護(hù)裝置的方式，能夠在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到有效處理的目的。由于發(fā)生主變故障問題時(shí)，變壓器有明顯的溫度升高現(xiàn)象，一旦變壓器無法承受實(shí)際溫度，就會(huì)引發(fā)故障問題。并且溫度不斷升高的過程中，會(huì)對(duì)油氣分離效果造成不良影響。因此，技術(shù)人員應(yīng)該在變壓器中配置溫度及瓦斯保護(hù)，同時(shí)合理整定各項(xiàng)參數(shù)，從而達(dá)到及時(shí)報(bào)警及保護(hù)動(dòng)作的目的，以防故障問題擴(kuò)大化，提升安全防護(hù)水平。此外，故障差動(dòng)保護(hù)直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，如果得不到及時(shí)處理，會(huì)增加斷電的出現(xiàn)概率。電力調(diào)控中心應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)接收的故障信息的分析，合理明確跳閘報(bào)警、開關(guān)動(dòng)作具體類型，值班人員應(yīng)該充分發(fā)揮自身的積極性，認(rèn)真檢查主變壓器及相關(guān)線路，編制科學(xué)可行的故障處理方案，保證電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化運(yùn)行質(zhì)量。

4.2 框架保護(hù)動(dòng)作故障問題的的專業(yè)化處理方式

以某地區(qū)的配電系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。工程設(shè)計(jì)中將兩個(gè)電流保護(hù)裝置設(shè)置在北延線牽引變電所中部，一旦發(fā)生整流器故障問題，相應(yīng)的保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，而直流饋線開關(guān)不會(huì)發(fā)生跳閘，在故障牽引的作用下，會(huì)出現(xiàn)變電所跨區(qū)段供電的情況，并且接觸網(wǎng)不停電，保證供電的連續(xù)性。如果是高壓交流開關(guān)柜發(fā)生嚴(yán)重的故障問題，直流饋線、直流進(jìn)線、交流進(jìn)線等的直流饋線開關(guān)也會(huì)發(fā)生跳閘，引發(fā)配電故障。為了強(qiáng)化故障處理的及時(shí)性，技術(shù)人員應(yīng)該合理利用跨區(qū)供電開關(guān)，恢復(fù)供電，盡快組織維修恢復(fù)故障，從而保證電力供應(yīng)可靠。

4.3 環(huán)網(wǎng)電纜故障問題的的專業(yè)化處理方式分析

與主變故障、框架保護(hù)動(dòng)作故障相比，環(huán)網(wǎng)電纜故障也能帶來較大的危害。為了減少因此種故障問題造成的不良影響，技術(shù)人員應(yīng)該在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，第一時(shí)間明確故障類型、故障原因，認(rèn)真尋找故障點(diǎn)，做好專業(yè)處理。環(huán)網(wǎng)電纜故障的明顯特點(diǎn)為電纜兩側(cè)開關(guān)會(huì)發(fā)生自動(dòng)跳閘，無法保證電纜的正常使用，此時(shí)35kV 母聯(lián)開關(guān)會(huì)發(fā)生自投現(xiàn)象，一路進(jìn)線自動(dòng)進(jìn)行供電。為了避免因未發(fā)生自投影響線路供電，技術(shù)人員應(yīng)該增強(qiáng)母聯(lián)開關(guān)檢查意識(shí)，針對(duì)未自投的情況，采用合閘的方式進(jìn)行處理。

4.4 配電自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障的預(yù)防及處理方式

4.4.1 嚴(yán)格控制配電設(shè)備質(zhì)量

針對(duì)電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)故障預(yù)防工作而言，有效的處理方式呈多元化，技術(shù)人員應(yīng)該結(jié)合對(duì)實(shí)際情況及常見故障的分析，強(qiáng)化故障處理手段的合理性。①編制科學(xué)的自動(dòng)化控制設(shè)備設(shè)計(jì)方案，依托于新系統(tǒng)的運(yùn)行，明確最佳設(shè)備故障預(yù)防方案，保持與設(shè)備生產(chǎn)廠家的密切溝通與交流，一旦發(fā)現(xiàn)購買的設(shè)備存在質(zhì)量問題，應(yīng)聯(lián)系廠家進(jìn)行調(diào)換。②為保證設(shè)備的高效運(yùn)行，同時(shí)減少故障問題的發(fā)生，需合理選擇配套的設(shè)備零部件，強(qiáng)化各項(xiàng)參數(shù)表達(dá)的準(zhǔn)確性。③技術(shù)人員應(yīng)該提高對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的重視，嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制溫度和濕度，確保設(shè)備運(yùn)行過程中能夠擁有良好的散熱條件，減少停電帶來的負(fù)面影響。

4.4.2 有序落實(shí)設(shè)備分級(jí)維護(hù)

除了控制配電系統(tǒng)中的設(shè)備質(zhì)量外，設(shè)備分級(jí)維護(hù)也是效率較高的故障預(yù)防措施。技術(shù)人員應(yīng)該提高對(duì)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理、使用壽命等方面的重視，制定設(shè)備分級(jí)維護(hù)計(jì)劃，合理劃分配電自動(dòng)化控制設(shè)備的等級(jí)，科學(xué)明確設(shè)備的檢修需求及維護(hù)周期，綜合對(duì)運(yùn)行環(huán)境等因素的考量，依據(jù)實(shí)際設(shè)備數(shù)量和類型細(xì)化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并做好人力資源的配置工作，確保每個(gè)設(shè)備的維護(hù)與檢修工作都能高質(zhì)量完成。此外，技術(shù)人員的專業(yè)技能及綜合素質(zhì)直接影響設(shè)備的維護(hù)與檢修質(zhì)量，需要提高對(duì)技術(shù)人員的要求，不僅要熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還應(yīng)該能做到工作中的靈活運(yùn)用，在完成自身設(shè)備維護(hù)、檢修工作的任務(wù)的同時(shí)提升職業(yè)素養(yǎng)，為設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行提供全方位保障。

5 提升電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化故障處理水平的保障措施

5.1 增強(qiáng)配電系統(tǒng)信息管理意識(shí)

現(xiàn)代化發(fā)展環(huán)境下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求與智能技術(shù)的融合推動(dòng)了配電自動(dòng)化技術(shù)的推廣與應(yīng)用，在配電過程中融入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)配電過程的智能化管控。而在電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化運(yùn)行的過程中，容易出現(xiàn)一些故障問題。為了保證此類問題處理的及時(shí)性，應(yīng)該增強(qiáng)信息管理意識(shí)，構(gòu)建高效的管理模式，融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，達(dá)到多維度監(jiān)控配電流程的目的。此外，采用信息管理的方式，能夠及時(shí)接收來自終端網(wǎng)絡(luò)反饋的配電信息，通過設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)設(shè)備維護(hù)與檢修提供基礎(chǔ)依據(jù)。

5.2 加大電網(wǎng)自動(dòng)化改造力度

為了充分發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際作用，應(yīng)該立足于強(qiáng)化配電自動(dòng)化系統(tǒng)與配電網(wǎng)之間的契合性方面，落實(shí)電網(wǎng)自動(dòng)化改造工作。因?yàn)榕潆娋W(wǎng)中一些常見故障的影響因素不僅局限在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方面，還涉及到配電網(wǎng)自身缺陷，此類缺陷的處理對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出更高要求，增加了配網(wǎng)管理的難度，給網(wǎng)絡(luò)化帶來較強(qiáng)的限制。為了規(guī)避以上問題，需要增強(qiáng)電網(wǎng)改造意識(shí)，加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的開發(fā)與利用，針對(duì)實(shí)際情況與基本需求做好配電網(wǎng)系統(tǒng)整合工作。此外，提高對(duì)故障風(fēng)險(xiǎn)的重視，不斷加大控制力度，強(qiáng)化配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，拓展故障監(jiān)測(cè)網(wǎng)的覆蓋面積，加強(qiáng)自動(dòng)化控制技術(shù)與配電設(shè)備的深度融合，確保故障發(fā)現(xiàn)與處理的及時(shí)性。

5.3 編制完善的安全管理方案

為了減少電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化故障問題帶來的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該提高對(duì)安全管理的重視，安排專門的技術(shù)人員，做好配電網(wǎng)的故障排查工作，同時(shí)，合理選擇使用斷路器，在不同的設(shè)備中根據(jù)需要安裝斷路器，一旦系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常的供電信息，在此裝置的作用下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障的高效檢測(cè)，同時(shí)達(dá)到全方位防范安全風(fēng)險(xiǎn)的目的。

6 結(jié)束語

應(yīng)用電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化技術(shù)，有助于達(dá)到電力行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展要求，且有利于滿足民生發(fā)展中對(duì)電能的更高需求。有關(guān)部門應(yīng)該明悉配電自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的深度分析，熟練掌握技術(shù)要點(diǎn)，構(gòu)建高效的電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化模式，不斷提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。尤其針對(duì)常見的故障問題，需要結(jié)合對(duì)實(shí)際情況的分析，選擇合理的處理方式，編制科學(xué)完善的故障排除方案，減少故障問題對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行造成的不良影響，強(qiáng)化電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的安全性、可靠性。