电力工程中配电自动化的应用及对故障的处理

2022-03-24杨添兴

今日自动化 2022年7期

杨添兴

（广东电网有限责任公司东莞东南区供电局，广东东莞 523690）

1 电力工程配电自动化技术及其应用优势

电力工程配电自动化实现了多个先进技术联合应用，作为集成化技术可实现远程电力工程实时操控，动态化确定其运行存在的不足予以处理，保障整个配电系统运行更可靠。电力工程配电系统自动化随着时间推移，其实际应用更成熟完善，服务水平显著提升，但处于电力工程中应符合以下条件：①符合电力工程各环节技术要求，可对电力系统中设备、线路等做好系统性监测和管理，促使各设备处于正常运行状态。②确保自身技术应用安全，以免因技术引发安全事故，为作业人员带来各类不安全因子。③电力工程配电自动化技术应充分强化数据采集、处理水平，及时筛选异常信息，消除各类不安全因素，保证电力工程配电系统运行可靠、安全。电力工程配电系统实现自动化应用，其优势体现在以下几方面。

（1）提升电力工程自动化水平。电力工程配电自动化技术应用主要体现在电力技术和管理层面，用于设备控制及其管理方面，显著提高工程信息化水平，推动其自动化、信息化发展。

（2）电力系统维护便捷。计算机作为实现配电自动化目标支撑，充分选用自动化对设备进行维护，依托远端计算机执行程序便可完成操作，显著提升整个维护效率。设备正式维护过程中，配电自动化无需专业人员前往现场操作，按照维护相关要求，输入相关指令和信息，便可依照程序完成整个设备维护。

（3）提高电力工程管理效率。为实现配电自动化控制目标，应动态化更新内部设备，受原有技术等因素的干扰，电力工程现下利用设备结构较为简单，通过电气自动化技术，完成总线统一控制目标，提高整个电力工程管理效率。

2 配电自动化系统构成及其功能

2.1 配电自动化构成

2.1.1 信息采集

处于整个电力系统中，信息采集整体结构较为复杂，电力系统整体架构包含三大模块，即配电主站层、子站层、终端设备层。①配电主站层。配电主站层作为整个配电自动化的“大脑”，对其进行动态化监控，分析配电设备和系统实际运行状态，选取多元化的策略协调终端和子站的关系，及时更新和分享设备实际运行数据，同时配电主站作为配电自动化实现人机交互的核心界面。②配电子站层。其主要属于配电自动化中间层，接收源于主站监控下达的指令，保证配电设备数据统一化收集和转发，其自身具备远程维护、自诊断等功能，及时接收并转发上级主站的控制命令，执行上级主站的指令，接收主站或其他时间同步装置对时命令，与整个系统时钟保持同步。③配电终端层。配电终端层作为配电自动化基础层，是整个系统核心构成，其是对配电设备实现远程检测和控制单元总称，完成对配电设备运输数据采集、处理、上传等功能。配电终端主要包含配变终端TTU、站所终端DTU、馈线终端FTU。

2.1.2 馈线自动化

电力系统中馈线自动化核心功能是监控与采集系统，正常状况下对配电电压、馈线电流、开关实际状况做好监控，促使线路开关可实现自动开/合闸动作，若整个负荷分布缺乏均匀性，可选取均衡化负荷方式，进而优化配电系统实际运行状况。此外，馈线自动化可及时切除线路内实际故障，并完成故障区隔离，以免导致整个故障范围扩大和延伸，以最快速度恢复非故障区域供电。从整体层面分析，馈线自动化运行自身具备可靠性、迅速性和安全性。

2.2 配电自动化系统主要应用功能

配电自动化系统包含多方面功能，主要体现在以下几方面：①配网SCADA 功能。该功能作为整个系统关键功能，其主要涵盖对配电设备数据采集、数据分析、记忆等，相较于原有调度功能，与其衔接的设备多处于室外配电线路上，数量更多、运行环境更为复杂，对通信系统稳定性、可靠性要求更高，配电自动化比电网调度自动化更为复杂。②故障自愈功能。故障自愈功能核心任务目标是配电线路产生故障后，配电自动化精准、及时地对故障点判断、故障区域隔离和非故障区供电恢复，确保整个系统运行可靠、稳定。③负荷控制于管理。针对各类条件下用户实际负荷数据分析、处理，最终运行控制策略，实现多方面负荷管理，包含负荷性质、负荷分类等内容。④GIS联网应用与开发。GIS 系统作为配电网地理信息系统，其建立主要是以地理坐标为核心，开发GIS 技术任务目标实现具有地理图背景的配电网运行管理，其充分与配电自动化系统联合应用，对配电网动态化监控和管理[1]。

3 电力工程中配电自动化的应用

电力工程配电自动化的实现，需充分以计算机为核心基础，实现工程相关系统控制监测，为整个系统运行可靠性、安全提供强有力的支撑，提高电力工程管理效率。

3.1 现场总线技术应用

现场总线技术关键在于高效、合理解决电力工程配电智能化设备间通信状况，以及智能设备与控制系统间信息传递共享，从本质层面突破各设备间信息壁垒，多层次、多视角实现配电自动化应用目标。现场总线最为重要的便是工业控制网络技术，其具体实践工作基本原理为，正式开展电力工程配电时，专业人员借力现场总线及时将变送器进行动态化控制，并充分通过信号传输至控制室计算机内，利用计算机做好分析，联合数学模型完成数据判定分析，最终形成精准、可靠的程序指令实时传输至需控制智能化设备内，从本质层面保证设备自动化控制。当下总线技术高效化使用，关键目的在于全方位实现信息与网络无缝衔接，依托数字化信息完成智能设备远程控制目标，整个控制过程十分简易，且该技术可对多个途径设备做好精细化分析，深层次筛选更高价值的数据信息，明晰客户自身实际需求，缓解工作人员工作强度，保障电力企业正常工作。

3.2 主动对象数据库技术应用

主动数据库核心优势在于，数据库系统具备主动实现服务功能，并通过统一化且便捷性机制实现多元化主动需求。主动数据库系统内部存在多个关键点，如监视器、数据库事件描述等。主动对象数据库技术应用过程中，主要将电力系统功能、技术作为核心主体，其基本应用原理为根据现下实际状态，科学、合理提供相应的自动化技术，电力工程中该技术主要体现在监控系统层面，其以触发机制为核心实现电力数据远程监控和设备运行过程操控，缩短数据输入和操作时间，提高系统整体工作运行速度。联合应用人工智能、网络通信等先进技术，该技术可对电力系统实现对象处理，为不同种类设备、模块创设对象情境，某个事件或时间节点触发后便可实现对象自动化处理。此种运行模式可确保电力系统高效、精准响应和增强主控能力，无人化操作进一步降低后续系统维护成本，实现电力企业经济效益最大化。

3.3 光互联技术应用

光互联网技术凭借自身优势，普遍用于电力工程中，其主要呈现在继电、自动化控制系统，保证探测器不受局限性，可依托系统集成促使监控系统性能增强，利用光互联技术实现电力系统全生命周期监控。电子数据交换技术联合电子传输，可完成自身网络扩展目标，改善原有编程实际质量缺陷，基于电力工程运行多元化需求，完成系统内部编程结构优化重组，促使电力系统与工程契合度提高，增强电力系统灵活性。互联元件具备较强的抗干扰、易控制及通信便捷优势，是提高电力系统数据采集、控制和实施操控核心点[2]。

3.4 电力自动化补偿技术应用

伴随经济高速发展，我国化工、冶金等产业进入新发展阶段，对电能需求量持续性增加，电力系统整体负载日渐加剧，该条件下需采取有效措施提高其功率大小，通过有效的无功补偿提高电能运输效率，最大限度发挥智能化设备应用优势，提高电网运行有效性，适应用户多样化需求。针对电力工程原有补偿而言，其多以无功补偿为主，依托三相电容器完成互补，但此种方式多负载为居民，其难以实现平衡性。三相对无功补偿实际需求量不尽相同，若仍沿用原有低压无功补偿，无法保证各相均衡性，且该技术自身并不具备配电监督功能，无法满足电力工程实际需求。电力自动化补偿技术可进一步消除上述技术瓶颈，实现动态和固定补偿联合应用，应对负载动态化工作实际需求。同时，按照电力工程运行实际状况，实施分相补偿方式，可提高资源利用率，促使电网运行更具经济性，保证三相处于均衡状态。

4 电力工程配电自动化故障处理措施

4.1 加强信息和安全管控工作

为从本质层面实现配电自动化大面积应用，应积极强化信息管控力度，其工作方式是对配电网运行信息动态化更新，并存储分类此类配电网信息，为后续操作人员精细化掌握此类信息提供便捷。信息系统内存储信息多处于动态化更新状态，自身具有较强的精确性、实时性，配电自动化实现系统化的基础上，对操作人员计算机实际应用能力提出新要求。整个配电网运行中，配电网系统数据库积极接收、筛选、存储等相关信息，自动化系统可及时完成现场反馈信息，释放正确处理指令，确保对配电全生命周期做好控制，高效、便捷处理故障。自动化系统信息实际管控过程中，将输送环节每个环节进行汇总，故障出现前释放明确预警信号，选取可操作性较强策略加以处理。从整体层面分析，配电系统信息管控功能作为自动化基础内容，只有充分强化信息管控工作，方可处于后续系统运作避免最大损失，加强信息管控，更有利于提高电力系统配电自动化运行效率，确保整个系统运行安全、可靠。配电系统正常运行中，配电网运行自动化系统布设短路装置，可对配电线路产生故障提出应急策略，对相关数据信息做好分析，及时将其传输反馈至技术工作层面，逐步筛查故障产生方位，直至完成故障排除后方可处于正常工作，为配电系统高效运行提供支撑。

4.2 强化故障检测及定位技术

故障检测及定位技术手段较多，应结合实际状况合理选取故障处理措施，促使配电自动化处于正常状况，体现在以下几方面：①通过处于线路上增设重合器、分段器、断路器等动态化判定和隔离实际故障部位，以免其影响其他线路正常作业；②利用继电器充分做好保护工作，并精准性判定故障部位；③选取故障指示器定位具体故障；④处于不同分支线路上增设熔断器件，故障指示器技术主要是对发生短路后故障进行动态化检测，发生故障后其被确定于整个触发指示器和并未触发指示器间区域，且故障定位系统反映更精准和迅速，完成故障定位，符合配电电网智能化基本要求。

4.3 加大电网改造工作

我国对电网建设工作并未加以重视，促使配电网建设水平与发达国家存在较大差距。为实现配电自动化目标，应充分加大电网改造工作，提高配电自动化应用水平。应增加与之相吻合的电网传输实际容量，并结合实际状况，提高电网安全，确保供电质量，对电网整体结构进行改造，促使其内部结构持续性优化，满足实际需求。配电网整体结构改造优化中，城市配电网要求较高，应将其改造为环网结构，选取配电自动化技术，增强互供能力，若配电线路构成环网，则直接安装相关自动化设备。若处于整个线路上装设故障显示仪器，处于变电站内部增设选线装置，为从本质层面确保线路安全性、可靠性，应积极合理布设故障检测装置，一般可布设智能化故障建议仪器，短周期内便可确定故障发生部位，有的放矢开展检修工作，降低实际损失率。若有必要可利用专业措施查找故障点，安排有实际工作经验及培训达标的工作人员检修，开展配电网带电作业，基于实际工作状况，适当扩大作业范围。我国电网设备应用水平滞后，其更新改造作为降低配电自动化系统故障概率高效方法，更为关键的是可有效解决电力系统存在问题，推动电气企业良好发展。