智能配电网的故障处理技术

罗军锋 国网延安供电公司

伴随着社会的发展，要想满足社会各个阶层的生产生活和工作需要，以往高污染、高消耗的发展方式已经无法适应现代社会的发展需要，尤其是电力行业，要想实现持续发展，就需要不断转变观念，紧跟时代发展的脚步。建立更加环保的电能供应系统。近几年，智能配电网的广泛应用就有效决绝了以往电力传输过程中消耗过高的问题，但是智能配电网在实际运行的过程中也经常会出现各种类型的故障，本文就进行了具体的研究。

一、基于继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理技术

（一）两级级差自动化配合及保护方法

配电管理工作者在选取线路开关期间，不管是出线开关还是用户开关，亦或是支线开关，均应当首选断路装置。但是在主干线中，选取的开关应当将负荷开关作为中心，对于断路保护工作，能够依托变压设施出线断路设施实施，这个动作的实施时长应不低于200ms，同时不高于250ms。对于用户开关与支线开关而言，其对保护延时动作的实施时长非常短，基本上可以忽视。使用此种模式大致有三个方面的优势，第一，若产生用户线路故障亦或支线故障，开关会马上实施跳闸操作，以保障故障不妨碍到线路的平稳运行，而且可以防止线路断电情况的发生。第二，配电网运行效率更高，此是由于越级跳闸问题和多级跳闸问题得以根本解决，故障信息的搜集更为迅速，故障地点判断更为精准。并且，故障剖析和开关操作由于两级极差的协调而变得更为简易，故障解决质效大幅提升。第三，供电体系电能生产费用得以下降，此是由于电力公司无需耗费大额资金维护供电系统，进而让企业的物质收益空间增大。

（二）多级级差自动化配合及保护方法

对于多级极差保护配合方式来说，这种模式应当依照配电工作的实际需求，科学设定出线开关和10KV馈线开关的延时时长，以利于保护工作进行，保证智能配电网得以全面保护。通常状况下，部分变电站考量到短路电流会从某个层面影响到配电系统，为此对低压侧开关采用一定的过流保护举措。而且，由于上级保护定值的大小会有很大程度的影响，为此应当尽量减短设置时长以实现多级极差保护延时配合目标。目前，变电站在使用馈线短路装置开关的时候，应当把机械动作时长管控在三四十毫秒之间，且把熄弧时长维持在10ms上下，但是保护响应时长应当设置在30ms，这种情况下馈线开关在实施延时保护指令的时候，能够迅速将故障电流分离。若开关中装设有断路器亦或熔断器的时候，假如磁涌流较少，应当恰当增大电流数值，以尽可能减短故障时间。但是，若线路产生瞬时性异常，不适合使用多级极差配合方式处理。

（三）对于故障类型采用统一处理方式

对于某些故障来说，为提升故障解决的实效性，可以使用统一处理方式，此种处理方式与主干线线路故障解决方式有一些差别。比如，在主干线类别使用架空馈线的时候，故障处理工作者对故障进行统一解决时应当依照下述步骤进行：第一，若故障处于馈线里侧，应当第一时间将故障电流分离。第二，在0.5s的延时完成之后，断路装置会实施重合动作对异常类别进行判断。在重合动作完毕之后，故障类别就是瞬时性异常，若重合动作无法顺利进行，就能够将故障类别归于永久性故障。第三，线路故障产生之后，配电网终端可以智能搜集故障数据，之后依托主站剖析故障数据，这种情况下就能够明确故障的地点与故障的类别。第四，在断路装置判定为瞬时性故障的情况下，主站会录入故障信息，以利于故障再一次产生的时候可以有大量的参考性数据。在断路装置判定为永久性故障的时候，维修工作者就要对故障点周边的开关分闸进行管控，以快速将异常线路与正常线路分隔，另外变电站会下发命令，促使联络开关与断路器开关合闸，基于此保证其他地区电能的正常供给。在故障解决完之后，修理工作者会把故障有关数据，比如故障类别、解决方式、故障地点等储存到系统中，便于之后遇到同类故障的时候，修理工作者第一时间调阅此些数据当作修理的重要参考，进而完成对近似故障的精准、高效维修，确保配电网电能供给免受不良影响。

（四）物联网技术和故障定位

最近几年，随着中国科技的不断发展，以物联网为代表的新技术也得到一定的发展。从目前的发展情况上看，物联网技术给人们带来的便利是十分显著的。目前人们在实际工作过程中已经可以运用物联网实现无线感应定位、视频识别及激光扫描的那个多种不同的技术。为更好地推动物联网的技术发展，人们将物联网运用到智能监测与故障分析的领域之上，具体如图1所示。在不断的完善过程中，物联网本身所能发挥出来的价值变得愈加显著。

图1 定位系统架构示意图

二、基于物联网技术的配电网在线故障定位系统的设计

传统工作条件下，在电网配电维修工作正式投入开展的整个过程当中，配电网一旦发生出现配电故障就必须需要花费巨大的时间、人力、物力、做好对配电故障发生点的及时定位排查工作。所以，要进一步扩大加强推进物联网信息技术在在线配电网及在线配电故障检测定位系统建设中的推广运用规范力度。

（一）智能配电网信息采集与传输

在配电网在线故障定位系统实际应用的工作流程当中，重点涉及如下四个方面的内容：第一，采用高参数、高精准度方法来对配电网在其实际工作流程当中所形成的各种有效数据，进行全方位的收集工作；第二，使用录波功能推动物联网技术在电网修复工作之中的具体作用，发挥其网络跟踪价值，提升工作效率；第三，结合高度、多拓扑的网络结构特点展开信息传递，从而形成一个更为健全的网络结构。第四，应采用更加科学的管理方法对其电路进行有效的管理，一旦在施工过程中出现故障应做到及时修复。

（二）配电网在线故障定位和快速恢复系统设计

在对其系统进行优化过程中，需要结合实际情况对其配电过程中的故障节点进行有效的诊断。其内容主要涉及到对错误信息的收集与整理，对各种数据的分析与判断。将各种分析后的数据上传到总控制中心后，在从控制中心将这些数据发送到其它的数据分析库进行整体分析，从而更好地对其故障点进行判断。最后会将所有的数据上传至恢复中心进行整理。

（三）云端远程专家在线诊断系统设计

在运用互联网信息技术对全国智能配电网在线故障定位系统正式设计的过程当中，为使故障的定位更为迅速、精准，设计人员还为该系统专门设计了云端专家的在线诊断故障诊断系统。该系统是一个更加先进的故障诊断和定位系统，为确保该系统功能的正常实现，设计人员还连接了本地故障定位和快速故障修复系统。采用这样的方法，如果智能配电网在工作过程当中，受到各种因素的影响而出现了故障，就能够对故障出现的位置做出更快速的定位。与此同时，通过对配电网在工作流程当中形成的各种数据进行分析后对相关的故障做出了正确的诊断，进而使得整个电力系统都可以有效的开展相关的系统修复工作，让配电网快速恢复到正常运行的状态当中，为人们的日常生产生活提供强有力的保障。这个体系在实践应用的过程当中具有非常明显优点，但同时也面临着若干问题，值得人们采用积极措施进一步克服。首先，该系统在实际应用的过程当中，依然是一个相对独立的系统。为保障该系统的正常工作，有一个独立的处理单元供其对相关数据进行分析，而采用这种的处理方法，就能够使电力企业在不连通网络的情况下，这样可以更好地提升故障诊断的效果，并在一定程度上提升电网故障诊断的实际效率。将这一技术广泛的运用到电网的修复工作之中，能更好地实现网络故障的快速诊断与分析，对修复电网、实现生产、生活用电正常起到一定的帮助作用。

三、物联网技术在智能配电网故障定位案例

本次案例分析的案例主要选自与延安配电网自动化改造项目之中。这一项目成立于2019年，计划通过一年的时间完成相关内容。项目建设结束后将实现区域智能监控、故障定位与判断、供电快速恢复等相关功能。下面选取2019年11月份的一天作为观测对象进行分析（见表1）。

表1 大学城配网系统故障表

因为整个大学城配电线路较多，且故障表示器的设置量较小，所以在今后工作中可以适量扩大故障表示器与通讯终端数量或减少故障指示范围，但是并不能过多，不然由于单设备的可靠性因素，系统的总体安全性会有下降。使用该故障定位系统后，供电运营管理人员能够比较快捷地隔离故障范围，并先行恢复主线及其他支线电源，进而于故障范围内集中抢修力量寻找故障地点，并快速排除故障，从而大大地提高了抢修工作效能，有效缩短了用户的停电时间，给供电企业和用户提供了显著的社会经济效益。表2为故障定位系统安装前后的对照。

表2 智能故障定位系统安装前后对比

从统计表2中可以得知，经过我国智能供电故障跟踪定位系统的广泛投入使用以后，其供电故障平均查找时间、抢修管理资金、停电抢修时间等管理成本均已经有了明显性的减少，供电管理系统运行可靠性率大大提高了，而且在顾客中的投诉事件总量也随之减少了不少，所以其产生的各种社会效益、经济效益都非常可观。

四、物联网技术在智能配电网故障定位优势

借助物联网技术的合理应用，在对智能配电网实现故障定位的过程中，将具有如下几方面的优势：

首先，与目前传统的移动配电网电力故障监测定位分析技术相比较而言，物联网定位技术的合理推广应用已经能够大幅的有效降低在现代电力行业的配电故障分析定位及处理过程当中，所需要花费的大量人力、物力、财力。

其次，这种技术在实践运用期间有十分突出的优势。另外，因为物联网技术在实践运用期间有很多优势，在此技术应用到配电网故障定位环节时定位结果更加精准。与此同时，还可以进一步扩大对故障站点定位的覆盖范围。这样的功能，无疑使得在电力企业实际工作的流程之中大大地降低了故障点检查的盲区，也使得在配电网的实际工作流程之中的工作效率获得了根本性的提升。

五、结束语

综上所述，在电力系统中，智能配电网的运行效果在很大程度上影响着系统，要保证平稳、高效运行，一定要增强故障处理，基于故障处理的真实需求，选取恰当的处理方式，保证故障第一时间得到妥善解决。在配电网故障解决过程中，依托配电自动化和继电保护的密切配合，完成对配电网异常的处置，可以大幅提升配电网安全管理控制能力，防止配电网运行异常的产生，避免配电网故障造成更恶劣的影响，此对于我国总体供电品质的提高有重大实践价值。