配电自动化在隔离配网故障中的应用探究

配电自动化在隔离配网故障中的应用探究

唐宇轩

广东电网有限责任公司云浮罗定供电局

摘要：随着国家对电网改造力度的加大，配网自动化的实现已是供电安全运行的重要保证。而事实上，供电系统的配网是连接用户的最后一环，难免会因其用户众多、线路繁琐复杂而出现故障，最终影响电网的正常运行。为此，如何能够及时运用自动隔离技术检测和识别故障点，迅速隔离故障并合理转移负荷，以及在最短时间内恢复供电，是配网继续向智能化发展的方向。在此，现本文就配电自动化功能特点以及故障区段自动隔离模式进行分析探讨。

关键词：配电自动化；故障隔离；智能模式；隔离措施

前言

目前，电力技术已发展迅速，配网自动化的应用已比较成熟，对配电线路和变电站突然出现的故障进行快速隔离并恢复供电已取得一定的成效，可以将时间缩短到几十分钟甚至几十秒，大大提高了供电系统的可靠性。不过，对于配电网运行中出现的故障率始终比高压输电网要多的惯例，还是不容忽视的，各供电企业必须根据当地的实际情况不断优化配电系统，提高故障隔离的效率，不断推动配网建设的发展。

1 配网自动化功能特点

配网自动化主要应用配电自动化开关电器、自动控制、计算机应用技术、电子技术、现代通信技术等的综合应用，对配电网进行在线与离线智能化管理，使配电网能够正常运行。同时，还可以对配网实行自动化控制、检测和出现的故障实施检测、定位、隔离以及非故障区供电一系列的故障自动化处理，使配电网始终处于安全、可靠、高效的状态下运行。

2 分析配网自动化故障隔离模式

在我国城乡的电网改造中，根据配网自动化规则的设计要求，大多数应用辐射型网络和正常运行时处于开环的环网结构。若电网出现故障时，通常故障是位于两个开关点之间的所在区域，所以馈线自动化的有效保护可利用开关控制的方式来实现。也就是说，若将电网的其它元件忽略，从结构上简化为以开关为节点的网络结构，其方式有无分支的辐射型网络、有分支的辐射型网络和环网三种。根据自动化程度的不同层次，可划分为以下的故障隔离模式。

　 2.1开关的智能操作控制方式

利用开关的智能操作控制实现故障自动化隔离。即由开关自身所带的控制器来完成故障隔离，而故障段的隔离靠各控制器的合理整定与配合，不受控于电站控制中心的继电保护系统。这种智能化模式能够借开关的多次动作自动隔离故障区段，使停电范围和停电时间缩到最小。

图1　开关智能控制隔离方式

（DL—可两次重合整定的断路器；CH—重合器；FD—分段器；RD—熔断器；F—故障点）

本文结合多年的工作经验介绍几种典型的故障隔离方式（如图1所示）。当配网发生故障时（图中的F处），各开断设备就会根据预定的动作顺序及次数进行合分操作，最后只有故障点（F处）相邻的前后设备迅速断开（如图a的A、B以及图d的FD都断开，RD3熔断），隔离故障区域，以健全其余各段，使主干线和分支线都能够快速恢复供电。如图1所示的几种故障隔离模式都可以用不带微电脑的重合器、分段器来实现，就算图c中动作后可改变动作电流（CH3、CH4从560 A动作改变为280 A动作）的方式，还可用分立元件的电子控制器来实现。电压-时间式的重合分段器一般用图a或b模式，而过流脉冲计数式的分段器通常应用图d方式。不过，此种模式在配网自动化隔离的主干线上串接的重合器、分段器越多，处于无故障段的用电户短暂停电时间就会越长。可以说，这种带智能的开关控制模式在配网自动化的应用还是不够理想。

　　2.2专用通讯联络主从单片机方式

在变配电站开断设备与线路开关都装有8031、89C51或80C196等带单片机CPU的控制器进行有效故障隔离，而变电站开关控制器的CPU工作于主机状态，线路开关的CPU工作于从机状态，每个从机有不同地址，都与主机保持通信联络。这种借助于专用通信线和微机只需线路开关一次动作即可最大限度地减小停电范围和停电时间。

图2 专设通信线联络单片机主从模式

如上图2，若F处出现故障，电站断路器DL和线路开关1均同时收到故障信息，主机CPU即发出命令使开关1和开关2分闸，同时开关3合闸迅速隔离故障区段。对于我国中性点不接地系统或经阻抗接地短路电流不大的系统，用这种模式隔离接地故障，一般可实现健全段不断电的运行状态。如果是用在隔离相间永久性短路故障，健全段最多停电一次或者跳一次（即暂时停电几秒钟，不包括瞬时重合闸的无电流间隙）。可见，此种模式具有优势，但需增设专线沟通，且线路开关一定要具备单片机式的控制器，过电流保护须在0.1s内完成，以顺利隔离故障。

3 探讨配电自动化故障隔离措施

现阶段，普通配网线路及电缆设备通常都已投运年限较长，且复杂多样，在受自然气候及人为外力破坏因素的影响下，极易发生多种不可预警的到电力故障。而随着新设备、新技术及应用软件的不断发展，配网自动化在电网系统中能够发挥多重作用，如配电网线路故障隔离装置、配网故障自动隔离设备、电网隔离故障开关装置等，这些故障隔离装置具有开断线路电流、遥测、遥信、遥控、故障检测与隔离、保护定值调整等功能，以实现智能一体化故障隔离。通过实时采集线路三相电流、电压以及开关状态信号的数据信息，并判断是否存在接地、短路、过负荷、三相不平衡等故障信息，一旦监测数据出现异常，系统将根据设置自动完成跳闸，责任用户停电而相邻用户不发生停电，以达到故障隔离的目的，同时将信息通过GPRS/CDMA的方式传至监控平台，提醒管理人员及时采取相关维护措施，恢复线路正常供电。

4 总结

如今，随着配电网自动化系统的广泛运用和不断完善，自动化与网络技术的发展已越来越成熟，所以智能自动化故障隔离的应用，定能使配网在最佳的状态下运行，同时故障诊断、隔离和供电恢复也会更好地向精密、安全、快速的方向发展，提高配电网络技术的整体水平。

参考文献

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[3]潘庆.配电网自动化系统实现线路故障自动隔离功能探究[J].电气应用，2012（08）：40-43.