配电网故障的诊断及处理方法

黄振扬

（国网福建省电力有限公司闽侯县供电公司，福建福州 350100）

0 引言

配电网系统是强大而复杂的系统，出现故障时必须及时进行故障定位并隔离操作，最终排除故障，实现配电网系统的安全运转。在此过程当中，3个步骤都需要很强大的技术支持。为此，必须了解配电网特征及配电网故障类型，以便做出具体诊断与修复措施。

1 配电网特征及故障类型

电能分配是配电网在整个电力系统中担负的主要责任，其装备主要有杆塔、隔离开关、架空线路、无功补偿电容以及其他附属装置等。配电网可以以电压为基点，将不同电压的配网分为不同的电压等级，具体到配电网名称可称为低压配网、中压配网和高压配网。另外，还可以根据区域不同来对配电网进行划分，比如城市配电网和乡镇配电网。利用电压以及区域的不同来对配网进行分类，是配电网的一般特性。

随着用户对电量需求的不断增加，配电网的建设规模不断扩大，配电网建设的加速度也日益增长，在庞大的配电网系统当中，每一个环节都有可能出现故障，从而影响整个配电网系统的供电，这是无法预料的。供电服务不能够稳定进行，供电效率会受到影响。通过相关工作人员的长期实践与检测，配电网系统出现的故障主要有母线单相接地、小电流接地、负荷线路单相接地等。这些故障可以单次出现，也可以多种故障混杂出现，但都会造成严重的缺相故障，甚至导致电路线路烧毁，进而影响电气设备运行。通过大量研究表明，在配电网故障当中，单相接地故障比较常见，它能够使非故障绝缘受损[1]。除了单相接地故障以外，其他故障的概率相对较小。

2 配网故障诊断及恢复措施

2.1 主站遥控FTU馈线故障处理措施

馈线终端装置（Feeder Terminal Unit，FTU）（图1），能够在各个馈线终端配置开关的基础上，对故障信息进行记录。一旦自动化隔离系统发现故障存在，FTU便可以对这些故障进行信息采集，采集的信息主要包括故障发生点所联系的设备、故障发生的时间以及故障发生前的运转状态、发生时的各项参数信息，故障发生前配电系统当中的负荷电流以及最大电流等，都可以被记录下来。通过馈线终端能够使这些信息通过一定的通信线路传递到控制中心，控制中心的计算机系统再对这些故障信息进行分析，然后对故障进行区域定位。根据收集故障的特点研究出最适合的故障修复方案，并且在故障修复时，可以通过遥控模式对故障进行分段隔离，并同时进行故障修复操作，在一段时间之后逐步恢复整个区域的供电服务。

2.2 FA模式在配网故障诊断与恢复当中的应用

馈线自动化（Feeder automation，FA）模式也叫就地控制模式，在配网系统当中，它的接线特点和寻常的接线特点是不一样的。就比如在线路a和线路b上有多个区段，每一个区段都有相应的开关和断路器进行控制，当线路a上有一个区段的设备出现故障的时候，那么此故障区域的前一个断路器就会跳闸，此时线路a就会失去电压，当线路a没有电压之后，出现故障的区域段的前、后断路器也会迅速跳闸[2]。使得各个跳闸的断路器被重合起来，整个配网线路都会带电。并且在一段时间内，保持带电状态不变。断路器的跳闸时间也会随着故障的不同而相应改变，如果是短暂性故障的话，那么故障区域段的断路器会经过短暂性的跳闸，然后延时闭合，重新回归正常运转，如果是永久性故障，那么在故障区域段内的前、后断路器都会保持断开不变，将故障进行永久隔离，保证整个电路正常运转。在故障电路修复之后，再进行断路器闭合操作，保证整个配电网系统线路的正常供电。在就地控制模式当中，依靠的是电压时限配合。电开关反复地开合也会导致设备故障或引起短路电流，对整个电力系统的电路设备也会造成影响。

2.3 自动定位系统在配网故障诊断与恢复中的运用

在配电网故障检查当中，自动定位系统发挥了很大作用，通过结合某地区配电网实际使用情况可以大致分析，自动定位系统在构成方面相对比较简单，主要有用户监控主站、故障指示器、数据转发系统、数据处理系统、电网的地理信息系统以及信息处理单元[3]。一旦发生故障，可以通过其间的设备与系统的结合，自动开启故障指示器进行编码式的信息传输。在信息传输过程中，完成数据的处理以及系统的解码等，使信息能够快速传送到控制中心的计算机系统，经过计算机的运算，实现故障点在地理信息系统当中的定位。通过一系列的系统运行，可以定位故障的点，节省人力、物力和财力。

图1 配电自动化终端装置

2.4 自动化隔离系统在配电网故障诊断与修复方面的应用

随着我国自动化进程的不断推进，自动化技术也越来越被广泛地运用到各种各样的科学技术当中，尤其是在配网系统中，自动化技术已经有了它的运行条件以及支持设备。自动化技术在配网当中的应用，使得自动化隔离系统出现在配网当中，在这个系统内，故障定位以及高效的故障处理都能进行及时，并自动对故障进行恢复。相比人为查找故障，利用这个系统可以节省大量人力以及传统维修诊断的时间和成本。自动化隔离系统较传统人力查找故障的前期投入虽然较高，但从长远的经济效益看，自动化隔离系统更方便、经济效益更大。尤其是能够自动找到故障发生点并将故障自动隔离的特点，使故障影响率达到了最小。相关的配电网功能恢复设备也能够准确、迅速地投入工作，使配电网稳定运行率大为提高。

3 总结

图2 自动定位系统电路图

我国的现代化建设脚步不断地迈进，城市化水平在不断提高，人们对电力的需求更是与日俱增，配电系统的故障的影响范围越来越大。相关技术人员通过反复研究和大量实践，准确把握配电网系统的故障类型和特点，对现代化建设的影响深远。对配电网故障诊断及修复的具体措施给出自动化的预备方案，是未来配电网系统的发展方向。