探索基于配网自动化的事故判断失败原因及其改进措施

王子为

（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东 珠海 519000）

引言：针对于配网自动化而言，对于电力行业的发展是存在重要的意义，并且可以更好地去实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。其中就健全网络自动化而言，正在不断展开的重要工程随着时间的推移会逐渐弥补此项缺陷。然而配电网自动化技术（Distribution Automation Technology，简称“DA 技术”）是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，随着我国经济不断发展，城市生活水平、科技水平的迅速提高，城市配网日益复杂，用户对用电可靠性和用电质量的要求也日益提高。近些年来，我国科学技术水平不断提高，尤其是在物联网、信息技术、智能化等方面取得了显著的成绩。随着我国通信技术的不断发展，为物联网技术的发展提供了技术支持，使得物联网技术在我国多个领域得到了广泛的应用。目前在电力行业，配网自动化系统已经开始在电力监控系统中进行应用，并逐渐成为了电力系统的一个组成部分。

一、分析配网自动化的功能

对于配网自动化而言，主要是通过应用现代电子技术和通信技术、计算机技术和网络技术等，将其配电网的实时信息和离线信息以及用户信息等进行相应的集成，从而构建出完整的自动化管理系统，更好地实现配电自动化系统的正常运行和事故下的监测、保护和控制、配电管理等，也是配电自动化和配电管理系统集成为一体的系统。

（一）分析自动化的功能

对于自动化的功能而言，主要包括以下几个方面：一是配电网络数据采集和监控系统（SCADA）。对于配网SCADA 系统而言，主要是包括了数据采集和四遥（遥信、遥测、遥感以及遥调）、状态监视、报警和统计计算等等功能，也还需要支持无人机值班变电站的接口等等。二是配电网的电压管理系统。主要是结合配电网的电压和功率因数和电流等相关的参数，自动控制无功补偿电容器的投切以及变压器有载分接开关接头的档位等方面的功能。三是配电网的故障很短和断电管理系统。主要是通过结合了投诉的电话和通信信息，能够更好地实现故障定位和争端，并且也是可以实现故障的隔离和负荷转移以及现场故障抢修等方面的功能。四是操作票专家系统（ES）。对于该系统而言，则包括以下两点：首先变电所的自动化。主要是实施数据的采集和控制以及监视，并且是可以和控制中心以及调度自动化系统进行通信。其次是配电所的自动化。对于这个功能而言，主要是由安装到配电所的RTU 对配电所实现数据的采集和监视控制，同时也是可以和控制中心以及配电调度自动化系统进行相互的通信处理。

（二）分析FA

一是馈线控制以及数据检测的系统。在正常的情况下，能够更好地实现对各个运行电量的参数（其中包括了馈线上的设备各种电量）的远方测量以及监视和设备的状态远方进行控制。二是馈线自动隔离以及恢复系统。在馈线出现了相间短路的故障或者是单相接地故障的情况下，这时可以自动判断馈线故障段，并且可以对故障段进行自动隔离，及时恢复故障段的供电情况，通常情况下具有以下几种方式进行选择：首先可以采用线路自动重合器或者分段器；其次采用远方通信的信道，主要存在数据采集和远方控制功能的馈线自动化，该系统不仅包括了一次设备，与此同时也包括远方终端（FTU）以及通信信号和电流电压传感器等方面的内容。

二、分析配网自动化存在的安全问题

对于配网自动化的系统而言，其数据传输模式通常情况下采用C/S 的结构，对于这种结构而言，主要包括以下方面：一是感知层；二是网络层；三是应用层。在这其中，应用层主要是由系统的自动化程序所构成的，应用层可以对系统内部的数据和信息进行及时收集，完成收集工作后，便可以对这些数据的内容进行合理的分析，通过分析结果对系统的实际运行情况进行有效监控。感知层主要由电力配网系统的终端构成，该层能收集遥测和遥信等相关的配电数据，并将配电数据传送至网络层并经过网络层的加工，再将数据信息最终的处理结果传送至应用层，应用层对结果进行审核处理。目前数据信息最主要的数据传输方式有以下三种，分别是无线公网数据信息传输、无线专网数据信息传输及有线光纤网络数据信息传输。然而针对于网络层而言，主要选择的通讯方式相对比较多，比如无线网络通讯和光纤通讯以及载波通讯等等，虽然是在收集传输的过程中，是可以选择传输的方式相对比较多，但是这也为电力配网自动化系统在应用层方面留下了相对比较多的安全隐患问题，如系统中的数据信息容易被不法分子获取；可以对系统中的数据信息进行修改降低了数据信息的真实性。从上述两个安全问题可以看出，目前电力配网自动化系统在实际应用过程中虽然已经取得了良好的应用效果，但存在着安全漏洞却时刻威胁着电力系统的安全运行，如果依然是抱着侥幸的心理，那么一旦遇到突发情况下，将会对电力系统带来较为严重的破坏问题，从而无法在一定程度上保证其安全稳定运行。

三、分析配网自动化系统判断事故的逻辑和方法

在形式上，配网自动化的系统主要是包括了变电站（SA）系统以及馈线自动化（FA）系统等方面的内容。由于配电网事故以线路事故为主，因此主要依靠FA 系统。FA 系统是DA 系统的主要组成部分，主要目的是实现故障诊断和自愈。它由馈线控制及数据检测系统、故障诊断系统、馈线自动隔离和恢复系统组成。其中，故障诊断系统处于承上启下的核心地位。此外如果出现了事故的问题，那么安装在配电所的DTU 设备以及安装到线路上的FTU 设备都会收到不同程度的影响，相关的电流互感器也会检测到故障的电流，并且发出相应的启动信号。在保护未投入跳闸的情况下，主要是根据遥信和遥测等方式通过光纤通信传输到服务器之中，服务器根据电流走向将最后一级有故障电流的区域至第一级无故障电流的区域之间判断为故障区域，并提供给调度员。调度员根据故障区域，实行隔离，然后恢复故障点前段送电，并在负荷允许时通过其他线路向故障点后段送电。与此同时还要及时通知配电人员重点去检查故障的区域，在此基础上结合检查结果作出相应的应对措施。

四、分析配网自动化判断事故的原因分析以及举例

通过对上述分析能够发现，采取上述措施可以及时地找到故障出现的区域，使其可以提高故障点的及时发现，缩短停电的时间，但是有的时候也会出现判断不正确的情况下，其原因存在多种多样的，以下便对其不同原因进行举例做出相应的分析。

（一）分析自动化改造不全面导致配网自动化判断失误

线路所连接的配电所大多都进行了配网自动化改造，但依然存在一部分的配电所并没有接入DTU，并且也不存在遥控的条件。配网自动化处理的过程中，主要是将其没有配置保护的配电所和相关线路等合成一条线路，从而对其故障问题进行定位，这样会导致其配网自动化判断出的事故区域比较多。在实际应用中此种情况最为常见，配网自动化是基于线路范围内的各个配电所的保护信息判定出故障区域，因而配网自动化有效工作的前提是区域内配电所均经过改造且保护等各类功能健全。区域内配电所配网自动化安装不健全会导致系统将这些部分判定为一条线路，从而将会给出故障的范围进行扩大，要想对这个问题进行合理的解决，那么最为主要的便是对配网自动化的配置工作进行不断地完善。

（二）分析通道或工况原因导致配网自动化出现判断失误

例如FA 判定结果和实际的情况存在严重不一致的情况下，主要由于配电所的间隔过流保护信号所导致出现的，同时由于配电所内的蓄电池质量不合理导致其问题出现。自动化配电所的工况退出也是DA 判断不准确主要的原因之一，导致工况退出的原因很多，其中失去交流所用电后，蓄电池质量不佳是最常见的原因，除此以外通信光缆故障也是比较常见的原因。目前，全国其他地区采用超级电容的方式替代蓄电池，其效果并没有看到比较明确的报道，对蓄电池的质量进行改善，依然作为现如今急需要进行解决的问题。

总结：综上所述，配网自动化判断失灵主要因自动化系统不健全、自动化配电所工况退出及短时间内多重故障互相影响引起。健全自动化网络、提高蓄电池质量、升级自动化系统是目前值得继续发展和研究的主要方向。其中，配网管理系统又包括配电网电压管理系统、配电网故障诊断和断电管理系统、操作票专家系统。电力系统是我国最为重要的基础性设施，其运行的安全性直接关系到我国的经济发展和人们的日常生产生活，为了进一步巩固系统的安全，还应该在系统中引入多种安全防护技术，来增强系统整体的安全强度。本文将就配电网故障诊断和断电管理系统展开讨论，重点在于对判断失败的几个实例及其失败原因进行分析和检讨。提高蓄电池质量是目前比较值得关注的方向，也是难点，遗憾的是目前随着超级电容的普遍应用，并没有看到提高蓄电池质量的相关科研项目，蓄电池质量未能得到明显的改进，超级电容也没有显示出意料中的优越性。