配電網(wǎng)自動化開關(guān)的故障與運(yùn)行維護(hù)分析

陳妍 朱志淳

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司東臺市供電分公司 江蘇 東臺 224200

引言

配電網(wǎng)自動化的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對配電網(wǎng)設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控、調(diào)節(jié)及控制等功能，其是集計算機(jī)設(shè)備、信息化技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)等多項先進(jìn)技術(shù)的集成系統(tǒng)，在電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行過程中合理運(yùn)用配電網(wǎng)自動化技術(shù)可有效降低配電網(wǎng)的故障率、提升配電網(wǎng)的穩(wěn)定性。為了切實(shí)發(fā)揮出配電網(wǎng)自動化技術(shù)的效用價值，要充分認(rèn)識到配電網(wǎng)自動化的重要性，全面掌握其應(yīng)用要點(diǎn)，針對其在電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行期間存在的問題要及時采取有效手段加以解決，保證配電網(wǎng)自動化模式的規(guī)范性，提升整體配電網(wǎng)的可靠性。

1 配電網(wǎng)自動化開關(guān)特點(diǎn)

一般情況下配電網(wǎng)自動化即指通過有效運(yùn)用通信技術(shù)、自動化技術(shù)、軟件技術(shù)和其他類型的信息技術(shù)，將配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并分析，組合后成為自動化管理系統(tǒng)。通過運(yùn)行配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，可以監(jiān)控整個配電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理工作，還可以快速發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)中的安全隱患，保持配電網(wǎng)能夠長期有效的平穩(wěn)運(yùn)行，降低因其導(dǎo)致生產(chǎn)生活中的不良影響[1]。在實(shí)際運(yùn)行工作中，配電網(wǎng)絡(luò)自動化開關(guān)必須保證其有效性才能維持線路平穩(wěn)的工作狀態(tài)。但是，許多客觀因素會影響配電自動化開關(guān)的正常使用，例如惡劣天氣、人員操作等因素的存在，使得配電自動化開關(guān)發(fā)生故障的概率大大增加，對配電自動化開關(guān)的使用效果造成不利影響，甚至還會降低其使用壽命。所以，配電自動開關(guān)裝置必須要合理使用，再加上繼電器等其他輔助裝置，盡力保護(hù)配電自動化開關(guān)的正常運(yùn)行，持續(xù)發(fā)揮其功能，有效降低配電線路發(fā)生故障的概率。

2 配電網(wǎng)自動化運(yùn)維原則

首先，可靠性原則。在供電系統(tǒng)當(dāng)中，配電網(wǎng)一直扮演著紐帶角色，它是連接電網(wǎng)與供電終端的重要載體。從現(xiàn)實(shí)情況來看，配電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，不僅會影響電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，更會影響電力用戶的用電體驗。所以，配電運(yùn)維的最基本要求就是保證配電可靠性，而這也成為配電自動化技術(shù)的主要應(yīng)用原則。實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，基于配電自動化技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備管理、電力資源調(diào)配、配電通信網(wǎng)絡(luò)的可靠管理，更需要強(qiáng)調(diào)配電自動化系統(tǒng)與電網(wǎng)架構(gòu)、負(fù)荷布局匹配。其次，針對性原則[2]。在配電運(yùn)維階段，配電自動化技術(shù)應(yīng)用必須充分考慮現(xiàn)實(shí)，基于配電網(wǎng)和供電體系的實(shí)際運(yùn)行情況提供必要支持。此時，應(yīng)該從實(shí)現(xiàn)利益最大化的角度出發(fā)引入和應(yīng)用配電自動化技術(shù)，靈活調(diào)整配電自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍、方向和重點(diǎn)，以便切實(shí)發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢、助力服務(wù)優(yōu)化升級。最后，階段性原則。配電自動化技術(shù)在配電運(yùn)維中的應(yīng)用，需要循序漸進(jìn)地開展。不僅要求電力企業(yè)結(jié)合實(shí)際穩(wěn)扎穩(wěn)打，基于配電運(yùn)維需求引入適宜的配電自動化技術(shù)；也需要實(shí)現(xiàn)配電自動化技術(shù)的長效化應(yīng)用，不斷依托于新型配電自動化技術(shù)夯實(shí)配電自動化運(yùn)維基礎(chǔ)。

3 配電網(wǎng)自動化開關(guān)故障

3.1 環(huán)境問題

配電網(wǎng)線路大多都裸露在室外，經(jīng)常會因為不可抗的自然環(huán)境原因造成設(shè)備損害。一般經(jīng)常出現(xiàn)的原因有風(fēng)力原因、降水原因、閃電原因等。其中，由于夏季氣候特殊，經(jīng)常出現(xiàn)雷電情況，若設(shè)備遭受雷擊，必然會導(dǎo)致設(shè)備損壞以及絕緣網(wǎng)絡(luò)的情況。雷擊故障一般有兩種形式，直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷就是指直接遭受雷擊，通常情況較為嚴(yán)重，可能導(dǎo)致整條配電線路無法正常運(yùn)行；而感應(yīng)雷則相對受影響后果較小，但是發(fā)生的頻率比之較高。若經(jīng)常出現(xiàn)此情況，基本是由于避雷器絕緣子質(zhì)量不佳，或是由于配電網(wǎng)線路沒有采取有效的避雷措施，或自動化開關(guān)區(qū)域內(nèi)避雷裝置不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致遇到特殊情況避雷裝置沒有發(fā)揮其應(yīng)有價值。

3.2 系統(tǒng)技術(shù)問題

在配電網(wǎng)自動化建設(shè)和運(yùn)行管理工作中，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)容易發(fā)生技術(shù)問題，如配電網(wǎng)設(shè)備與系統(tǒng)的可靠性問題、配電網(wǎng)通信模式與電源的控制問題。在配電網(wǎng)自動化建設(shè)過程中沒有對配電網(wǎng)設(shè)備的可靠性與設(shè)備能否順利應(yīng)用進(jìn)行嚴(yán)格檢驗。若是配電網(wǎng)設(shè)備在自然環(huán)境中遭遇風(fēng)雪或雨水天氣，很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞，給配電系統(tǒng)的順利運(yùn)行帶來不良影響。除此之外，在進(jìn)行配電網(wǎng)自動化建設(shè)的過程中反復(fù)應(yīng)用通信模式，也會直接影響通信的效果。

3.3 系統(tǒng)維護(hù)問題

在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)運(yùn)行時，很容易出現(xiàn)各種問題，為了確保配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的順利運(yùn)行，電力企業(yè)應(yīng)組織安排專業(yè)人員全面監(jiān)控并維護(hù)配電網(wǎng)的運(yùn)行。然而，在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，電力企業(yè)并未安排專業(yè)人員監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行，致使配電網(wǎng)在具體的運(yùn)行過程中很容易發(fā)生各種問題。

4 配電自動化開關(guān)運(yùn)維措施

4.1 運(yùn)維監(jiān)控

配電自動化技術(shù)可提供助力，依托于該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)測和控制，可以為提升配網(wǎng)運(yùn)維水平提供保障。實(shí)踐中，電力需求不斷增多、供配電壓力持續(xù)增大讓許多地區(qū)的配電系統(tǒng)不堪重負(fù)，配電網(wǎng)運(yùn)行過程中安全事故發(fā)生概率大幅提升[3]。引發(fā)事故的原因不僅與自然因素和人為因素有關(guān)，更與設(shè)備和安全管理有直接關(guān)系。因此，在配電網(wǎng)運(yùn)維環(huán)節(jié)重視運(yùn)行監(jiān)控十分必要。但傳統(tǒng)的運(yùn)維管理模式下，配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控方法落后、效果也不盡如人意，工作方法根本無法滿足現(xiàn)實(shí)需求；而引入配電自動化技術(shù)則可以解決上述問題，真正地實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行的全面監(jiān)測和精準(zhǔn)控制?；谂潆娮詣踊夹g(shù)，打造自動化配網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的不間斷監(jiān)測和實(shí)時管控。這樣一來，就能第一時間發(fā)現(xiàn)、分析、響應(yīng)和處理異常，無須依賴人工即可完成故障處理。通常來說，應(yīng)用配電自動化技術(shù)時，配電運(yùn)維系統(tǒng)可依托于實(shí)時監(jiān)測準(zhǔn)確追蹤、定位故障，還可以及時隔離故障區(qū)域切斷事故源頭；然后，依托于系統(tǒng)的自我修復(fù)和防護(hù)功能，可快速解決問題。在實(shí)踐中，以配電自動化技術(shù)為支撐的自動化配網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)，表現(xiàn)出了極強(qiáng)的自控性和自愈性；還展現(xiàn)出了不間斷運(yùn)維防控特質(zhì)，可切實(shí)保障配網(wǎng)運(yùn)維安全性。

4.2 建立安全網(wǎng)絡(luò)體系

想要保證配電網(wǎng)安全運(yùn)行就必須要建立一個科學(xué)合理的安全網(wǎng)絡(luò)體系。這就需要加強(qiáng)防火墻的配置，首先要對配電網(wǎng)系統(tǒng)物理防火墻配置的具體要求以及實(shí)際的工作模式進(jìn)行充分了解。之后再結(jié)合配電網(wǎng)相關(guān)硬件設(shè)置進(jìn)行防火墻的設(shè)置，最終實(shí)現(xiàn)軟件防火墻與物理防火墻的協(xié)調(diào)共存，另個防火墻一起工作運(yùn)行，以此增加安全網(wǎng)絡(luò)體系的可靠性[4]。要注意根據(jù)實(shí)際情況加強(qiáng)防火墻的檢查維修工作，其中物理防火墻的檢查主要是根據(jù)檢修計劃，定時檢修，以此保證物理防火墻的正常運(yùn)行。而軟件防火墻則需要應(yīng)用專門的軟件進(jìn)行測試，在根據(jù)測試結(jié)果結(jié)合配電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況確定其工作狀態(tài)是否正常。不論是物理防火墻還是軟件防火墻都要注意，一定要結(jié)合配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況選擇和安裝，合理地將兩者結(jié)合起來共同應(yīng)用，這樣才能夠為配電網(wǎng)系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行提供有力的保障。

4.3 合理分配電源點(diǎn)

在對配電網(wǎng)自動化建設(shè)開展規(guī)劃工作時，電力企業(yè)應(yīng)科學(xué)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，合理分配電源點(diǎn)，保證建設(shè)規(guī)劃的完整性，切實(shí)滿足各區(qū)域的用電需求。在分配電源點(diǎn)時應(yīng)結(jié)合區(qū)域當(dāng)前的用電情況對電力增長趨勢進(jìn)行合理預(yù)測，為后續(xù)科學(xué)合理的規(guī)劃電源點(diǎn)奠定良好基礎(chǔ)，確保電源點(diǎn)的規(guī)劃分配能滿足區(qū)域的用電需求，減少后期重復(fù)規(guī)劃的問題。另外，電源點(diǎn)的分布應(yīng)盡可能靠近負(fù)荷較重的中心區(qū)域，以此縮短供電半徑、減少供電線路的建設(shè)長度，達(dá)到降低電能損耗的目的。在周邊區(qū)域分布電源點(diǎn)時，要綜合考慮中心區(qū)域及各功能區(qū)域電源點(diǎn)的分布情況，通過全面分析提高各連接點(diǎn)的協(xié)調(diào)性，促使其同其他電源構(gòu)建聯(lián)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)，提升電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，提高其運(yùn)行效率。

4.4 使用智能開關(guān)

自動開關(guān)設(shè)備具有全新的功能。主設(shè)備由變壓器、斷路器、接地開關(guān)和斷路器組成，這在以前是不存在的，而輔助設(shè)備由電子設(shè)備、數(shù)字控制和通信接口組成。斷路器提供保護(hù)、控制和通信功能，每個功能單元獨(dú)立運(yùn)行，檢測和消除系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的安全隱患，并提供綜合控制?；镜淖詣踊_關(guān)是由微型計算機(jī)保護(hù)的視覺設(shè)備，提供通信功能的信息，并允許控制開關(guān)或控制設(shè)備的整合。對當(dāng)前趨勢的分析表明，插入式開關(guān)系統(tǒng)（PASS）是目前電網(wǎng)中最廣泛使用的自動開關(guān)設(shè)備。一般來說，自動開關(guān)設(shè)備采用智能傳感器和微電腦技術(shù)與數(shù)字通信技術(shù)相結(jié)合，對電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制，并有效隔離故障設(shè)備。斷路器是由控制面板、電子裝置和編程相結(jié)合控制的設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)電路自動化。這種開關(guān)比其他開關(guān)更容易控制。目前，它被用于許多家用電器和照明裝置。它的特點(diǎn)是能源效率和高精確度。

4.5 加強(qiáng)系統(tǒng)保護(hù)

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)具備的復(fù)雜性特點(diǎn)使得工作人員的工作與管理困難度增大。在具體的運(yùn)行工作中，需投入眾多的工作人員與設(shè)備。由于系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性要求高和高新技術(shù)的更新速度快，在具體的配電網(wǎng)自動化建設(shè)活動中，對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)與維修十分重要[5]。配電網(wǎng)自動化體系運(yùn)用大量設(shè)備獲得信息、數(shù)據(jù)資源，運(yùn)用有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交流，對不同的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行創(chuàng)新和總結(jié)。為了確保配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效率運(yùn)作，加強(qiáng)對整體系統(tǒng)的保護(hù)與維護(hù)至關(guān)重要。從整體系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)工作內(nèi)容角度來講，一是嚴(yán)格檢查并修復(fù)電網(wǎng)配電系統(tǒng)的主體設(shè)備；二是嚴(yán)格檢查并修復(fù)信息交流管線；三是詳細(xì)檢測并清潔修復(fù)計算機(jī)設(shè)備；四是針對城區(qū)構(gòu)建與裝置的修復(fù)和信息錄入；五是在系統(tǒng)運(yùn)作的過程中，嚴(yán)格檢測并確保信息收錄的安全性、電源的安全性、接線的安全性。

4.6 自動化開關(guān)替換處理

在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)試運(yùn)行期間，為減少自動化開關(guān)對其造成的影響，工作人員在操作過程中，要及時將產(chǎn)生問題的部件進(jìn)行調(diào)整，而設(shè)備的維修工作可以以下幾方面入手。首先，檢查開關(guān)內(nèi)部故障情況，分析故障出現(xiàn)原因以及發(fā)展程度，若在檢查過程中發(fā)現(xiàn)已無法進(jìn)行修復(fù)，則立即更換該部件。其次，檢修人員還需要仔細(xì)將電氣內(nèi)所有開關(guān)內(nèi)部的線圈檢查清楚，其他具體接觸點(diǎn)的運(yùn)行情況則按時監(jiān)督即可，若檢查發(fā)現(xiàn)電器與開關(guān)不匹配，就需要更換該部件。最后，在檢測過程中，工作人員要想提升檢測工作的精準(zhǔn)性，也可通過運(yùn)用高科技產(chǎn)品進(jìn)行輔助，保證最大化發(fā)揮配電自動化開關(guān)的作用。

4.7 升級配電系統(tǒng)

事實(shí)上，配電自動化技術(shù)的有效應(yīng)用，可以為優(yōu)化電子配電站設(shè)計以及配電終端設(shè)計提供輔助，進(jìn)一步增強(qiáng)配電系統(tǒng)的自動化、智能化程度，可以為徹底實(shí)現(xiàn)無人值守和自動化運(yùn)維提供保障。實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，利用配電自動化技術(shù)能夠幫助電力企業(yè)進(jìn)一步明確配網(wǎng)自動化運(yùn)維需求和要求，進(jìn)而從實(shí)際出發(fā)優(yōu)化電子配電站功能，使其在配網(wǎng)開關(guān)遠(yuǎn)程控制和電力系統(tǒng)監(jiān)控方面的作用得到進(jìn)一步發(fā)揮。而且，配電自動化技術(shù)支持下，配電終端設(shè)備以及回路也將會得以優(yōu)化，主站系統(tǒng)的配網(wǎng)控制水平將會進(jìn)一步提升，配網(wǎng)運(yùn)維的響應(yīng)時間以及決策精準(zhǔn)性也會大幅提升。這樣一來，必然能真正實(shí)現(xiàn)無人化、高效化、智能化、精準(zhǔn)化配網(wǎng)運(yùn)維。

5 結(jié)束語

如今，國內(nèi)的配電網(wǎng)自動化開關(guān)運(yùn)行工作以及維修工作中發(fā)明了許多智能檢測設(shè)備，能夠有效對自動化開關(guān)的運(yùn)行情況進(jìn)行有效檢測，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并檢修問題部位，避免發(fā)生故障，還能夠大大降低因自動化開關(guān)故障導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失以及人員安全問題。