電力系統(tǒng)配電自動化及其故障處理

王霄

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們生活與社會運轉(zhuǎn)離不開電力能源。通過電力系統(tǒng)配電自動化可以增強供電質(zhì)量與供電安全性，但是，目前配電自動化中存在較多故障，如何解決配電自動化中的故障成為電力企業(yè)的重點工作。文章闡述了電力系統(tǒng)配電自動化，分析探討電力系統(tǒng)配電自動化存在的問題，并提出故障解決措施，為促進電力系統(tǒng)配電自動化安全可靠運行提供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);配電自動化;故障處理

中圖分類號：TP301;TM766 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）04-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.022

隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對電力能源需求量越來越大，通過電力系統(tǒng)配電自動化可以提高配電質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)平穩(wěn)安全運行。但是，配電自動化實施過程中經(jīng)常存在故障，技術(shù)人員要深入了解電力系統(tǒng)配電自動化結(jié)構(gòu)，提出優(yōu)化電力系統(tǒng)的維護方案與故障解決措施，加強對電力系統(tǒng)各項設(shè)備的維護力度，增強供電質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

1 電力系統(tǒng)配電自動化概述

電力系統(tǒng)配電自動化技術(shù)是一項綜合性較強的專業(yè)技術(shù)，其中包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、遠程通信技術(shù)等大量高新技術(shù)，可以對電力系統(tǒng)實現(xiàn)全過程自動監(jiān)控與動態(tài)管理，通過遠程操作管理電力系統(tǒng)，確保正常穩(wěn)定運行，減少電力系統(tǒng)故障出現(xiàn)概率，最大程度控制故障損失，有效提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟效益。

為保證配電自動化建設(shè)更加科學(xué)合理，要具備一定的電能負荷互供能力，提高電力系統(tǒng)的安全性與可靠性，為電力用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。電力系統(tǒng)配電自動化有利于優(yōu)化電力系統(tǒng)構(gòu)架，提高電力系統(tǒng)管理質(zhì)量，促進我國電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。電力系統(tǒng)配電自動化可以大幅節(jié)省人力投入，在電力系統(tǒng)管理操作上也較為簡單，可以遠程掌握電力系統(tǒng)運行狀況，一旦發(fā)生故障，可以及時發(fā)現(xiàn)、及時處理。

電力系統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)已經(jīng)將電力調(diào)度和電力控制融為一體，采取統(tǒng)一控制模式。配電自動化系統(tǒng)還配備調(diào)度控制以及維護操作三級運行管理框架，具有較高的安全性與可靠性，但是對功能、責任分區(qū)要求較高。在設(shè)計配電自動化系統(tǒng)時，由于采用多系統(tǒng)與多級別的設(shè)計模式，使其活動能力得到有效擴展[1]。

2 電力系統(tǒng)配電自動化結(jié)構(gòu)

2.1 信息采集

電力系統(tǒng)自動化建設(shè)過程中，信息采集作為重要組成部分，在劃分電力系統(tǒng)配電自動化結(jié)構(gòu)時，包括配電主站層、配電子站層以及終端設(shè)備層。其中，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采集主要由配電主站層負責，確保電力系統(tǒng)配電網(wǎng)平穩(wěn)運行。配電自動化網(wǎng)絡(luò)可以全方位監(jiān)控了解其運行狀態(tài)，通過加強管理配電系統(tǒng)，配電主站層可以全面監(jiān)督電力系統(tǒng)配電自動化的運行狀態(tài)，顯著提高配電系統(tǒng)運行效率與穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)其他安全事故。

由于電力線路較為復(fù)雜，配電子站層應(yīng)用較多，其中包括大量通信端口。為防止給輸電線路帶來較大負荷，通過運行配電子站層，可以將數(shù)據(jù)采集并傳輸?shù)脚潆娭髡緦?，然后根?jù)數(shù)據(jù)采集，優(yōu)化調(diào)整配電自動化系統(tǒng)運行模式。

配電子站層向配電主站層發(fā)送信息，開展故障解決環(huán)節(jié)與配電調(diào)度環(huán)節(jié)，保證電力系統(tǒng)可以安全平穩(wěn)運行，在終端設(shè)備層運行中主要是對相關(guān)數(shù)據(jù)信息采集控制，并將數(shù)據(jù)采集傳輸至上一層次全面執(zhí)行，由主站層發(fā)送相關(guān)信息指令，電力系統(tǒng)配電自動化運行效率與穩(wěn)定性直接受到各個結(jié)構(gòu)的運行質(zhì)量的影響，技術(shù)人員要充分了解配電自動化系統(tǒng)各項組成，從宏觀上優(yōu)化調(diào)整數(shù)據(jù)采集工作，可以改善并優(yōu)化電力系統(tǒng)配電自動化存在的問題與誤差，盡可能減少經(jīng)濟損失。

2.2 饋線自動化

在電力系統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)中饋線自動化開展中可以通過具有自動化的特點，全面監(jiān)控輸電線路廣泛采集數(shù)據(jù)信息，在運行中密切監(jiān)控配電電壓與饋線電流的狀態(tài)，線路開關(guān)可以通過自動化控制配電線路壓力，在電力系統(tǒng)配電自動化運行中工作人員要全面監(jiān)控配電電壓與饋線電流的實際情況，通過自動化線路開關(guān)對配電線路電壓科學(xué)合理控制。

如果配電線路中出現(xiàn)負荷分布不均，可以通過饋線自動化系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化配電運行狀態(tài)，消除輸電線路中存在的故障，避免電力系統(tǒng)其他部分受到影響，保證電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行，防止故障范圍擴大。配電自動化系統(tǒng)中通過饋線的可靠性與安全性優(yōu)勢，解決電力系統(tǒng)運行中存在的問題和故障，保證輸電效果[2]。

3 電力系統(tǒng)配電自動化常見故障

3.1 配電自動化主站故障

主站故障是電力系統(tǒng)配電自動化運行中的常見問題之一，經(jīng)常發(fā)生于電力系統(tǒng)服務(wù)器與前置機等多個部位中，如果主站故障發(fā)生在電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件上，會造成大量數(shù)據(jù)丟失，電力系統(tǒng)配電自動化運行需要重新安裝應(yīng)用程序，或重新設(shè)置數(shù)據(jù)庫，保證數(shù)據(jù)源的完整性，確保電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與數(shù)據(jù)水平達到預(yù)期目標，滿足電力系統(tǒng)的運行需求。

3.2 通道故障

在電力系統(tǒng)配電自動化運行中，通道故障也是較為常見的問題之一，部分電力企業(yè)在將變電站與調(diào)度端通信通道連接中仍然采取傳統(tǒng)的單向通道或雙通道的運行模式，會造成電力系統(tǒng)存在較多隱患，如果在電力系統(tǒng)運行中出現(xiàn)通道故障，無法在短時間內(nèi)維修，使通道端無法發(fā)揮原有的監(jiān)控效果，甚至還會出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)。

光纖故障在通道故障中占比較小，但是電力系統(tǒng)運行中還是會存在一定光纖故障，主要是由于外力破壞因素造成光纖內(nèi)部斷裂，如果變電站長時間處于不變動狀態(tài)下會造成數(shù)據(jù)庫無法得到更新，在接收預(yù)警信息時存在較多問題與偏差，導(dǎo)致變電站無法正常運行，如果在電力系統(tǒng)配電自動化檢查中發(fā)現(xiàn)變電站RTU運行不正常，要準確判斷電力系統(tǒng)是否存在故障通道問題，嚴格按照相關(guān)標準要求開展維修工作。例如，技術(shù)人員可以通過電話查看通信信號，如果存在通信信號缺失，要詳細檢查電力系統(tǒng)是否存在故障。在部分電力系統(tǒng)通信通道設(shè)計中采用雙通道結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)通信信號的自由轉(zhuǎn)換。但是，在通信通道運行中如果仍然存在較多問題，也會導(dǎo)致輸電質(zhì)量較差，因此，電力企業(yè)要加強通信通道管理工作，保證通道通暢[3]。

3.3 框架保護工作

配電自動化主要包括電壓型、電流型兩種框架，電流會從整流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髦本€上的界限，出現(xiàn)跳閘式開關(guān)，供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗喙╇?。電壓型框架運行中不會出現(xiàn)開關(guān)掉閘問題，不會影響?zhàn)伨€的正常運行。電力系統(tǒng)運行中，直流母線輸送電流需要跨多個區(qū)域，通常情況下，跳閘問題較為嚴重的接觸網(wǎng)還會出現(xiàn)電流傳輸中斷問題，嚴重影響配電自動化的安全平穩(wěn)運行，甚至會給電力企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。

4 電力系統(tǒng)配電自動化故障處理措施

4.1 主站故障處理

處理配電自動化主站故障時要充分了解其運行特點與故障特點，提出解決措施，避免主站故障導(dǎo)致電力系統(tǒng)無法平穩(wěn)安全運行。

主變壓器包括差動保護裝置與瓦斯保護裝置。瓦斯保護裝置主要防止變壓器內(nèi)部溫度過高出現(xiàn)分離情況;差動保護裝置從縱向范圍內(nèi)盡可能減少電機故障。一旦主變壓器發(fā)生故障，會及時發(fā)出預(yù)警信號，通過預(yù)警信號判斷是開關(guān)故障還是線路跳閘故障，做好故障的初步分析。如果出現(xiàn)失壓問題，會造成變壓器低壓區(qū)域出現(xiàn)開關(guān)跳閘問題，因此，要全面檢查分析母聯(lián)開關(guān)是否處于自動化運行狀態(tài)。技術(shù)人員可以通過先進儀器進行檢測，如果處于非自動化運行狀態(tài)，要立即合閘，確保電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行。處理故障要嚴格遵守電力系統(tǒng)管理流程與管理標準，保證維修工作高質(zhì)、高效。

4.2 系統(tǒng)保護饋線故障處理

系統(tǒng)保護饋線發(fā)生故障時，技術(shù)人員要根據(jù)故障發(fā)生特點與發(fā)生位置提出解決措施。如果在電力網(wǎng)絡(luò)上饋線發(fā)生相間故障或三相故障，各項開關(guān)會馬上啟動，技術(shù)人員要分析判斷功率方向與功率特點，全方位檢查總線，實現(xiàn)相鄰?fù)ㄐ?。通過綜合分析確定故障發(fā)生區(qū)域，如果故障區(qū)兩端出現(xiàn)開關(guān)中斷，會隔離其他故障。維修時要嚴格遵守電力系統(tǒng)工作流程與工作標準，提高維修工作效率。

在實際工作中，可以通過快速處理故障方式，確保電力系統(tǒng)運行安全可靠，避免影響其他區(qū)域。實施保護功能時要配合配電主站與配電站，盡可能避免故障損害擴大，在饋線故障檢查維修時要做好數(shù)據(jù)信息記錄收集工作，對故障特點持續(xù)時間充分了解，方便后續(xù)維修工作開展。

4.3 框架故障處理

當電力系統(tǒng)配電自動化出現(xiàn)框架故障，要對框架體系進行保護處理，將電流型框架作為主要保護核心，防止框架內(nèi)部整流器出現(xiàn)故障，在運行中由于交流或直流電會出現(xiàn)開關(guān)跳閘問題，饋線不會受到影響，在運行中可以從其他區(qū)域調(diào)節(jié)電量，讓接觸網(wǎng)持續(xù)供電。如果出現(xiàn)漏電問題，電力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的交流與直流開關(guān)會保持閉合狀態(tài)，盡快解決故障問題[4]。

5 電力系統(tǒng)配電自動化管理措施

5.1 加強管理力度

電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)中，要加強建設(shè)與改進，使電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)速度不斷加快，施工人員要充分了解配電自動化建設(shè)與改進過程，確保發(fā)揮優(yōu)化調(diào)整作用，滿足電力用戶的高質(zhì)量用電需求。推動電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)可以優(yōu)化調(diào)整配置計量裝置，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)控制電力系統(tǒng)配電，促進電力系統(tǒng)配電自動化安全建設(shè)速度加快。通過應(yīng)用信息技術(shù)積極探索建立電力配電自動化管理系統(tǒng)，可以在第一時間收集突發(fā)事故信息，及時解決故障，快速恢復(fù)電力能源運輸。GIS平臺可以實現(xiàn)電力調(diào)度管理智能化，提高信息資源利用效率，加強配電網(wǎng)監(jiān)控，提高電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)水平[5]。

5.2 建立硬件支持系統(tǒng)

電力企業(yè)在確保電力系統(tǒng)在正常運轉(zhuǎn)的同時可以解決存在的問題與故障，真正實現(xiàn)自動化、智能化配電。電力企業(yè)在建立電力硬件支持系統(tǒng)時，要確保電力系統(tǒng)正常運行、數(shù)據(jù)采集正確。在日常工作中，要加強電力系統(tǒng)配電自動化信息的監(jiān)督維護，出現(xiàn)故障可以及時發(fā)現(xiàn)、及時處理。做好電力系統(tǒng)硬件支持工作是確保電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)穩(wěn)步進行的基礎(chǔ)。除此之外，要對配電自動化系統(tǒng)的后臺管理進行優(yōu)化升級，提高微機控制穩(wěn)定性，增強對外界干擾的抵抗能力。

5.3 提高自我診斷能力

在電力系統(tǒng)運行中最為常見的是線路故障問題，嚴重影響社會發(fā)展與人們生活工作，甚至還會存在一定安全隱患。短路故障與單相接地故障是電力系統(tǒng)中常見的故障問題，因此，如果電力系統(tǒng)擁有自動檢測故障技術(shù)，將極大程度地減少故障發(fā)生頻率，保證電力系統(tǒng)輸電的安全性與穩(wěn)定性。

電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)技術(shù)是完善電力系統(tǒng)自我診斷能力的關(guān)鍵，在電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)中輸送電力全過程，要采用通信技術(shù)與計算機技術(shù)檢測電力待測參數(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化與智能化，實現(xiàn)電力系統(tǒng)自我診斷功能，加強構(gòu)建自我診斷體系，當發(fā)生問題時可以迅速采取應(yīng)對措施，避免供電出現(xiàn)問題。

5.4 加強系統(tǒng)創(chuàng)新

電力系統(tǒng)配電自動化建設(shè)中，根據(jù)不同電力用戶的需求，采用相應(yīng)的配電分布模式，充分考慮電力能源的運輸與分布，可以通過配電自動化系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、維修管理系統(tǒng)等多種技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)配電建設(shè)。配電自動化建設(shè)要注意優(yōu)化設(shè)計變壓器。在加強技術(shù)應(yīng)用的同時，要避免發(fā)生電力能源浪費問題，監(jiān)測與控制配電系統(tǒng)，通過自動控制電源管理及智能裝置，管理電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高供電效率與供電質(zhì)量。

與此同時，不僅要加強智能調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用，而且要強化大數(shù)據(jù)監(jiān)控技術(shù)，實時監(jiān)控影響電力系統(tǒng)運行的各種信息，分析信息對電力系統(tǒng)運行的影響程度，建立數(shù)據(jù)分析模型，為電力系統(tǒng)調(diào)度決策提供數(shù)據(jù)參考。

6 結(jié)語

隨著時代的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)逐漸完善，人們對電力資源的需求也越來越高，推動了我國電力系統(tǒng)配電自動化的發(fā)展，配電自動化逐漸成為現(xiàn)代化供電的趨勢。為處理配電故障，除了采取具體的故障應(yīng)對策略外，還要強化信息與安全的監(jiān)控，重視配電網(wǎng)的技術(shù)和結(jié)構(gòu)改造。

目前，在電力系統(tǒng)運行中，通過電力系統(tǒng)配電自動化可以提高配電效率與配電質(zhì)量。電力系統(tǒng)運維工作要加強電力系統(tǒng)配電自動化管理，需要相關(guān)技術(shù)人員對故障進行定位和排查，明確故障發(fā)生原因，深入了解不同電力系統(tǒng)設(shè)備的故障并提出解決措施，加強數(shù)據(jù)收集和分析力度，使電力系統(tǒng)配電自動化更加安全可靠。

參考文獻

[1] 靳建超，劉梅，梁榮興，等.精細化工企業(yè)供配電系統(tǒng)安全設(shè)計[J].當代化工研究，2022（5）：177-179.

[2] 李貴君，高海文.電力輸配電線路的運行維護[J].中國科技信息，2022（5）：48-49.

[3] 吳敏輝.電力配電系統(tǒng)電能質(zhì)量自動補償技術(shù)分析[J].電子技術(shù)，2022（2）：236-237.

[4] 胡月.配電網(wǎng)生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能，2022（2）：31-34，10-11.

[5] 謝銀銀，李志航.芻議電力配電自動化與配電管理的有效優(yōu)化[J].中國設(shè)備工程，2022（1）：75-76.