配网自动化技术在10?kV线路故障处理中的运用分析

刘祥

[摘    要]随着用电量持续上升，10 kV配网线路故障得到了高度重视，积极地运用配网自动化技术，提高线路故障识别效率，从而加快故障的处理，才能收到理想的故障处理效果。本文重点分析了配网线路运行的常见故障以及配网自动化技术的应用。

[关键词]配网自动化技术;10 kV线路故障;处理应用

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）10–00–03

Application Analysis of Distribution Network Automation

Technology in 10 kV Line Fault Treatment

Liu Xiang

[Abstract]With the continuous rise of power consumption， 10kV distribution network line fault has been highly valued. Active use of distribution network automation technology， improve the efficiency of line fault identification， so as to speed up the fault processing， can receive the ideal fault treatment effect. This paper focuses on the analysis of the common faults of distribution network line operation and the application of distribution network automation technology.

[Keywords]distribution network automation technology; 10kV line fault; treatment and application

为了提高供电的安全性、可靠性，就必须做好配网自动化技术的应用，充分借助自动化技术的高度自动、智能的优势，及时地定位配网线路中的故障，解决配网线路运行中的问题，以此来提高配网系统的供电可靠性。

1 配网线路运行中的常见故障

对于配网线路来说，最经常发生的故障包括：低压单户故障、支线与低压干线故障、中压线路设备故障等。其中，低压单户故障和支线及低压干线故障出现的频率最高，低压单户故障达到配网线路总故障的45 %，低压干线及支线故障所占比例达到38 %，中压线路设备故障虽然相对占比较低，但一旦发生故障，往往影响范围较广，须引起重视。其主体成因为：架空线路、电缆受损或开关等设备故障等所导致。

10 kV配网系统的任何一类故障都离不开各类干扰因素，例如：强台风、强雷电等自然灾害、树障、外力破坏以及设备质量问题、安装施工不规范等。10 kV配网线路故障的处理是一个漫长且复杂的过程，特别是中压故障处理一般需要耗费很长的时间，而且不同类型故障所需时长也有所差异，一般来说，隔离故障需消耗总抢修时间的20 %，故障的查找与定位则要占据18 %的时间。

实际的故障查找、定位与处理、分析等过程中，要经历若干阶段，例如：获取故障信息、故障信息分析、故障定位与诊断、维修人员的调度、物流运输等，其中的任何一个环节出现问题，都将拖延线路的抢修速度。例如：故障查找定位时间过长、维修人员技术不达标、物资运输不及时或不到位等，势必影响广大用户的正常用电，在这种形势下必须提高故障抢修的自动化水平，将自动化技术应用于10 kV线路故障处理中。

2 配网自动化技术的功能与特征分析

配网自动化系统是一项高度自动化的系统，主体功能体现为：动态、实时地监控系统各个部分、各个设备的主要功能，具体体现为四遥功能、故障的分析与诊断、故障定位功能以及故障隔离功能。其中四遥功能的遥测则是指对线路I、U、P、Q等运行状态数据的动态监控、监测，自动化系统还具备遥信功能，能够对线路中的不同开关的动态信息、保护动作等实施动态地监测，遥控功能则是对线路开关实施远距离地分合闸控制，遥调功能则是对配网系统优化运行与自动化调度。配网自动化系统中，线路正常状态下可以优质、高效地运行，故障状态下可以高效地处理故障，遇到各类灾害时可以在第一时间识别故障，并及时采取维护措施。

3 配网自动化技术在10 kV线路故障处理中的运用

3.1 馈线自动化技术的应用

馈线自动化技术是对旧式负荷开关、断路器等故障隔离设备的优化、发展与升级，它具备了传统故障隔离技术的一切功能，又能有效弥补传统故障处理技术的不足，具体的馈线自动化技术应用体现在以下方面：

3.1.1 智能自动化柱上负荷开关

把自动化控制单元安装在传统负荷开关，能够高效、及时、准确地切断负荷电流、零序电流，同时，还能实现有压时延时合闸、无压时延时分闸的目标，以此来自动地将故障区单独隔开，智能自动化柱上开关一般装配于馈线主线或分支线。

3.1.2 智能自动化柱上断路器

此断路器具有智能化优势功能，主要根据现实运行效果，把保护单元、自动化控制单元等统一填入断路器中，以此来切断一切故障电流，例如：短路电流、零序电流等，以此來保护重合闸，此类断路器通常配设于馈线主干线与分支线。

3.1.3 馈线自动化智能控制器

此设备的应用模式为：将智能化控制器和断路器、负荷开关、重合闸等之间建立联系，并对应科学地设置参数，再采用多种多样的方式来进行信息的传输，并辅助零序保护，速断开关，智能化自动控制设备等来发挥相应的保护功能，达到高效的安全保护目标。现实的智能控制器使用中，不妨结合具体线路的实际需求，来对应选择自动化设备，以此达到对10 kV供电线路的全方位监测与控制，并通过对故障进行逐个区域、逐段地进行隔离，从而实现变电站与各类设备彼此间保护措施的高效配合，从而控制线路运行过程中故障的发生率，也能控制负荷开关反复闭合的次数，以此来缩短故障点的查找时间。

3.2 故障监测系统的应用

此故障监测系统主要依赖于故障指示器与GPRS通讯技术，能够达到线路故障的高效、自动化定位，从而确保安全供电。系统主构造为：故障指示器、IPU、数据处理与转发系统、用户监控信息系统。以下为配网故障自动定位系统结构图，如图1所示。

3.2.1 系统结构分析

（1）故障指示器。此设备一般配设于架空线、电缆或开关柜母排上，故障指示器则由故障电流检测器、就地指示、数字编码、无线调制发射单元等构成。当系统线路出现短路，处于分支线路的指示器将受触动，再把数字编码信息经发射单元通过无线模式传输至IPU。具体的故障指示原理如图2所示。

若以上配网线路中，5-8中间出现故障，其他检测点，例如：检测点1，2，4，5都会出现故障信号，若剩余的点无故障信号，就能在第一时间锁定故障位置。

（2）信息处理单元。其简称为：IPU，一般配置于线路分支点位置，可以收到来自于两大分支六大故障探头的编码信号。信息处理单元首先解调解码所接收的无线信号，并同IPU地址有效配合，形成综合地址码，并通过无线方式传输。

（3）数据处理与转发系統。此系统的主体功能为：接收来自于IPU的无线信息，并对其解调、解码处理，最终清晰地呈现。

（4）用户监控信息系统。主要用来指示并定位配网线路故障，此系统能和GIS系统有效配合，创建出单独的软件子系统，具体包括：配电网图形编辑系统、故障检测和定位系统。前者主要用于编辑、完善配电网络图，后者则有效地将GIS与MIS整合，形成一体系统，进而动态、适时地检测配网状态，掌握配网故障，及时地定位故障点，为线路的维修创造有利条件。

3.2.2 系统运行原理

此故障监测系统一般用于相间短路故障的监测，首先开启故障指示器，呈现出红色预警信号，并对应传出无线调制编码信息，IPU能接到线路指示器传来的信号，经解调解码后再把来自于IPU的地址码信息、指示器编码信息加以综合，经编码调制再传出。数据处理与转发系统负责解调信息并传输至通讯主站，经解码后途径104规约接口，让信息输送至监控计算机系统，此系统可以对一切信息实施综合化处理，具体是指：纠错校正处理、逻辑判断与运算等，进而精准地识别故障位置并加以标识。

3.3 故障自动化隔离系统

选择安装智能分界负荷开关，此开关主要建立在微机保护测控模块和通讯模块之上，属于自动化故障隔离系统，此系统的主要隔离功能与运行原理体现在。

3.3.1 自动切除单相接地故障

开关后方支线出现单相接地故障后，分界开关能够自行地分闸，此时，变电站和馈线中的非故障支线的其他用户则依然维持正常用电，丝毫感觉不到故障。

3.3.2 自动隔离相间短路故障

如果开关后支线出现相间短路故障，则分界开关将发出动作，也就是能确保变电站出现保护跳闸过后也能随即分闸，变电站重合以后，发生故障的线路也将被自行地隔开，此时，馈线对应的非故障支线其他用户也能及时地回归电力供应，维持非故障区域用户的正常用电，减少停电范围。

3.3.3 快速定位故障点

用户支线出现故障以后，将导致分界开关保护发出动作，此时，只是开关保护范围内的用户发生停电现象，此时假设故障停电的用户能自主地上报故障信号，供电企业以及相关服务部门便能在第一时间派工作人员赶赴现场来加以排查，更加高效的办法是此时如果分界开关中设置了通讯模块，就能及时、迅速地自动地传输故障信息。

3.3.4 应用效果

经过实践应用表明：以智能分界负荷开关为主体的故障自动隔离系统不仅构造简单、运行安全，而且不必配置集成计算机通讯系统的运行，实际的运行维护较为简单、方便，其成本也更加低廉，适用于农村地区配网系统，即便是自然条件较为恶劣的环境中，智能分界负荷开关依然能发挥自身的优势功能，这是因为多数情况下，恶劣环境中的分支线容易发生故障，正好为智能分界负荷开关功能的发挥提供了有利条件，能够极大地维持关联性用户的安全用电。

4 结束语

配网自动化技术应用于10 kV线路故障处理中能发挥多种优势功能，此技术高度的自动化优势，当配网系统出现任何故障时都能及时地定位、隔离故障，并恢复其他非故障区域的正常、可靠供电，这样就能有效地控制停电范围，减轻巡检人员的工作负担，提高了配网故障的处理效率，维护配网系统的安全性与可靠性，实现配网系统的高效可靠运行。

参考文献

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