劉玉寶

（廣東電網(wǎng)河源紫金供電局有限責(zé)任公司，廣東 河源 517400）

0 引 言

配電自動化是電力行業(yè)市場和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵，配網(wǎng)自動化故障定位技術(shù)的發(fā)展有利于提高配網(wǎng)的效率和質(zhì)量的發(fā)展，促進(jìn)配網(wǎng)自動化的長遠(yuǎn)發(fā)展。目前，我國配網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)還沒有得到國家和相關(guān)人士的重視，投入資金比較少，配網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施相對落后，阻礙了配網(wǎng)自動化故障定位的發(fā)展。

1 配網(wǎng)自動化故障定位的概述

21 世紀(jì)以來，隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，社會生產(chǎn)對電力資源的需求量增加，同時新技術(shù)的發(fā)展使配電網(wǎng)互動化、信息化、自動化成為可能，并朝著智能化方向發(fā)展，順應(yīng)了時代的要求。

配網(wǎng)自動化可以在配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中對各種通信方式進(jìn)行監(jiān)督和控制，參考數(shù)據(jù)和參數(shù)信息，利用主站與子站進(jìn)行有機(jī)的調(diào)配，可以科學(xué)規(guī)范地管理配網(wǎng)系統(tǒng)，維持配網(wǎng)系統(tǒng)的正常有效運(yùn)行。配網(wǎng)是電力系統(tǒng)不可或缺的組成部分，配網(wǎng)自動化是利用計算機(jī)和通信自動化等技術(shù)對電網(wǎng)的離線在線進(jìn)行智能監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時故障隔離，為配電網(wǎng)系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)安全的運(yùn)行環(huán)境，通過快速發(fā)現(xiàn)和處理故障，提高電力中心供電的速度和質(zhì)量，提升電網(wǎng)運(yùn)行的效益和效率。

在配電網(wǎng)中的故障一般分為兩種，一種是暫態(tài)故障，另一種是永久性故障[1]。暫態(tài)故障也稱為瞬時故障，在配網(wǎng)的運(yùn)行中可以通過重合閘進(jìn)行一次故障消除，而永久性故障是在重合閘失效后進(jìn)行故障排除，進(jìn)行檢修。一般配網(wǎng)中的故障問題大多數(shù)是永久性的故障，瞬時故障出現(xiàn)的概率比較小。在配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生故障后，及時發(fā)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確位置十分重要，是消除故障的前提和基礎(chǔ)。因此，配網(wǎng)自動化故障定位技術(shù)的發(fā)展越發(fā)迫切，有利于配網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2 配網(wǎng)自動化故障定位技術(shù)的相關(guān)問題

2.1 配網(wǎng)線路發(fā)展不均衡

隨著城市化進(jìn)程的加快，社會對配網(wǎng)自動化提出了更高的要求。我國現(xiàn)階段的電網(wǎng)規(guī)劃不合理，很多地區(qū)的電網(wǎng)規(guī)劃存在很多問題，配網(wǎng)線路較少，配網(wǎng)線路負(fù)荷分布嚴(yán)重不均，配網(wǎng)線路運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，配網(wǎng)線路可靠性低。由于前期電網(wǎng)智能化發(fā)展水平不高，故當(dāng)前存量配網(wǎng)線路的自動化程度較低，尤其是在配網(wǎng)自愈方面任重而道遠(yuǎn)。廣東電網(wǎng)公司部分地市配網(wǎng)發(fā)展較快，部分配網(wǎng)線路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自愈功能，而偏遠(yuǎn)山區(qū)線路的自動化建設(shè)處于初始階段，因此配電網(wǎng)發(fā)展不均衡的現(xiàn)像突出。

2.2 山區(qū)配網(wǎng)線路長，故障多發(fā)頻發(fā)

廣東河源地區(qū)以山區(qū)為主，配網(wǎng)線路多為架空線路，許多線路架設(shè)在大山上，且廣東省河源市為多雷區(qū)，多年以來因雷擊造成的線路跳閘居高不下；受制于地形和用戶負(fù)荷性質(zhì)，配網(wǎng)線路長度較長，其中河源紫金地區(qū)配網(wǎng)線路平局長度達(dá)28 km，故障跳閘后查找故障難度較大，復(fù)電時間較長，所以應(yīng)用配網(wǎng)自動化隔離故障意義重大。通過配網(wǎng)自動化的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)故障快速隔離，非故障段自動復(fù)電，環(huán)網(wǎng)開關(guān)自動動作，最終達(dá)到配網(wǎng)線路自愈功能。

2.3 電網(wǎng)運(yùn)行中的設(shè)備老化，自動化程度低

我國是世界上人口最多的國家，也是城市化程度相對較高的國家。隨著電力資源市場的不斷發(fā)展，人們對用電的需求不斷增高，而電源布點(diǎn)不足，使得電網(wǎng)運(yùn)行的設(shè)備用量大，損耗大，急速老化，設(shè)備老舊，自動化水平低。

人們對配電的自動化程度的要求也不斷提高，然而配電網(wǎng)的配網(wǎng)技術(shù)和自動化系統(tǒng)只是受到少數(shù)專業(yè)人士的重視，并沒有受到廣大的社會群體看重，處于政府和國家的灰色盲區(qū)，導(dǎo)致政府的資金投入跟不上人們對自動化程度的需求，配網(wǎng)自動化故障定位技術(shù)發(fā)展緩，更新設(shè)備速度慢。電氣設(shè)備出廠日期早、設(shè)備使用時間長、電氣設(shè)備絕緣能力下降、電器設(shè)備表面存在連接點(diǎn)不實(shí)、絲扣脫扣、絕緣保護(hù)層破損、絕緣支點(diǎn)脫落、電氣設(shè)備在使用時由異樣氣味等現(xiàn)象，都說明了電網(wǎng)設(shè)備老化。這就使得許多安全隱患存在。

3 配網(wǎng)自動化故障定位技術(shù)的應(yīng)用

3.1 開關(guān)設(shè)備故障定位技術(shù)

目前，常見的開關(guān)設(shè)備分為分段器和重合器兩種類型。分段器是一種與電源側(cè)前級開關(guān)配合，在失壓或無電流的情況下自動分閘的開關(guān)設(shè)備，而重合器是一種自具控制及保護(hù)功能的高壓開關(guān)設(shè)備[2]。分段器對開關(guān)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行時間和預(yù)定次數(shù)的控制，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，如果分段器完成預(yù)定的設(shè)備操作次數(shù)，之后會處于分閘狀態(tài)，隔離故障區(qū)的線路段；如果分段器沒有完成預(yù)定的設(shè)備操作次數(shù)，那么在其他設(shè)配切除故障后，分段器會處于合閘狀態(tài)，在經(jīng)過一段時間后會恢復(fù)原狀。重合器通過檢測主回路電流，在故障發(fā)生后，會自動切開故障電流，按預(yù)定的順序和延時進(jìn)行多次重合。

以前的配網(wǎng)很多都是以架空形式存在，架空結(jié)構(gòu)易引起瞬時故障的產(chǎn)生，因此要做好突發(fā)瞬時故障的預(yù)防工作和應(yīng)對措施，避免對后面的配網(wǎng)造成影響，導(dǎo)致故障的擴(kuò)大。根據(jù)這兩種開關(guān)設(shè)備的性能和特性進(jìn)行合理設(shè)置，根據(jù)開關(guān)設(shè)備運(yùn)行的時間和次數(shù)，可以對配網(wǎng)運(yùn)行中的故障進(jìn)行定位分析，確定故障位置，及時檢修，能夠增加配網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 FTU 故障定位技術(shù)

FTU 是饋線終端設(shè)備的簡稱，如圖1 所示，是安裝在配電室或是饋線上的智能終端設(shè)備，具有數(shù)據(jù)采集及傳輸、遙控遙信和故障檢測等功能，可以與配電自動化的主站進(jìn)行聯(lián)系，監(jiān)控檢測配電自動化中的各種故障信息并提供配電自動化正常運(yùn)行所需的各種參數(shù)數(shù)據(jù)，包括開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)、電能參數(shù)、接地情況、相間故障等各種故障參數(shù)，向配主子站主動發(fā)達(dá)命令，還可以接收配電子站的控制命令，對配電設(shè)備進(jìn)行檢測和控制，及時發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備，及時隔離，迅速檢修，恢復(fù)非故障區(qū)的供電配網(wǎng)，防止擴(kuò)大影響。FTU 與RTU 有如下區(qū)別，F(xiàn)TU 體積小，數(shù)量多，可安置在戶外饋線上，設(shè)有變送器，可以直接交流取樣，抗高溫，耐嚴(yán)寒，能適應(yīng)戶外的各種惡劣的環(huán)境，而RTU 安裝在戶內(nèi)，對環(huán)境的要求比較高；FTU 采集的數(shù)據(jù)量小，通信速率要求比較低，可靠性要求較高，而RTU 采集的數(shù)據(jù)量大，通信速率較高，可靠性要求高，有專門通道。FTU 的檢測精度比RTU 高，采集信息和處理故障的信息的獲取速度快，F(xiàn)TU 故障定位技術(shù)比較實(shí)時可靠，有一定的PLC 功能，有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，功能強(qiáng)大。FTU 故障定位自身運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性對配網(wǎng)自動化的有效運(yùn)行起到重要的促進(jìn)作用，適用于城市農(nóng)村乃至企業(yè)配電網(wǎng)的自動化工程，完成環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)的監(jiān)視、控制和保護(hù)以及通信等自動化功能。

圖1 FTU 故障定位系統(tǒng)模型

3.3 故障指示器定位技術(shù)

故障指示器包括短路指示器和接地故障指示器，在檢測線路故障時往往是配合故障定位儀一起使用。短路及接地故障指示器是由3 個短路故障傳感器、1 個接地故障傳感器、1 個讀書儀器以及電纜或光纜組成。故障指示器是用來檢測短路及接地故障的設(shè)備[3]。配電線路出現(xiàn)接地和短路故障會影響電網(wǎng)的順利運(yùn)行，容易產(chǎn)生安全隱患，不利于用戶的用電質(zhì)量。配網(wǎng)故障指示器能夠檢測到故障電流，并根據(jù)需要指示其方向。配網(wǎng)自動化主站可以根據(jù)故障指示器的動作信息，自動定位故障區(qū)段，加快故障的定位速度。目前，比較主流的是采用LED 燈的方式，維護(hù)人員巡檢時可以通過指示燈或者燈光判斷故障指示燈的運(yùn)作情況。

目前，配電設(shè)備老化嚴(yán)重，存在嚴(yán)重的安全隱患，短路和接地故障現(xiàn)象頻發(fā)。故障指示器定位技術(shù)的發(fā)展有利于對故障地點(diǎn)及時定位，減少安全隱患的發(fā)生?，F(xiàn)在有很多配網(wǎng)系統(tǒng)是使用環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)，會選擇故障指示器來進(jìn)行使用。如果設(shè)備發(fā)生短路和接地故障，這個設(shè)備就會自動檢測應(yīng)用，供電系統(tǒng)能夠及時對其進(jìn)行分段，避免重大事故的產(chǎn)生和發(fā)展。

4 結(jié) 論

配網(wǎng)自動化故障定位技術(shù)的發(fā)展能夠提高配網(wǎng)的工作效率和效果，保障用電的質(zhì)量，給人們帶來好的用電體驗(yàn)。國家和社會需要一起重視配電自動化故障定位技術(shù)，相關(guān)科研人員也要對其不斷進(jìn)行研發(fā)，保障配網(wǎng)自動化故障定位技術(shù)的有效運(yùn)行，推動配網(wǎng)自動化的發(fā)展。