电力系统配电自动化及其对故障的处理

韩静 潘星

国网江苏省电力有限公司丹阳市供电分公司 江苏 镇江 212300

引言

在国内外社会经济不断发展、科技水平不断进步、信息化技术快速研发的现阶段，电力系统配电自动化也受到深远影响。电力系统正迎合社会发展朝着自动化、智能化和信息化的发展方向前行。电力系统配电自动化是一项集装置远程控制技术、计算机信息技术于一体的综合性高难度系统设备。配电自动化可以让相关电力企业操作人员远程控制相关电力装置，从而保障人员安全，提高电力装置工作效率。但随着自动化的不断研发，在系统远程操控中一旦发生故障可能会导致人身财产受到巨大损失，这就需要相关操作人员具有专业的系统分析能力，针对故障具有预设性和提出相应解决方案。

1 电力系统配电自动化概念

我国电力系统信息化发展的重要指标之一就是配电自动化技术的研发和应用。结合电力系统实际情况通常会分为配电自动化、配电网自动化、调度自动化、变电站综合自动化4个方面。提高配电网稳定性和运行效率是实现配电自动化的主要因素。配电自动化可以及时发现配电网中产生的事故，并且通过计算机系统对自动化设备终端进行管理。在我国科学技术不断发展和完善的今天，配电自动化发展的优势逐渐体现得越发明显，已经广泛应用到各个行业领域当中，例如医疗、建筑行业的配电网都已经实现设备自动化。从现场监控、通信接口、系统管理三方面作为结合配电自动化系统实施操作。系统管理主要指配电系统运行中对配电工作所发出的相应指令，通过系统指令就可以实现系统对配电系统的工作控制。通信接口指的是现场监控和系统管理形成的通信连接，例如数据连接、信息输出等设备的线路，这种连接需要通过电缆和以太网交换机等设备操作。配电自动化系统现场监控工作包含各种监测设备和测量设备，例如电容器、火灾探测器等设备[1]。

2 电力系统配电自动化构成

2.1 信息采集

2.1.1 主站层。在配电自动化系统中主站层可以从不同子站获取相关数据，对配电网运行进行监控，发现故障可以做到及时恢复非故障区域、故障隔离、故障诊断，从而达到正常供电的目的。配电网主站层也可以实现分析电网运行状态，做到全方位管理配电系统，提高配电系统运行效率和运行安全性。

2.1.2 子站层。在用电量较大区域，供电规模相对会比较大并且具有较强的复杂烦琐性。因此，在配电系统运行过程中无法对主站层直接做到数据信息的输出和录入，如果直接将大量数据信息录入主站层，很可能会导致通信端口数量过多而提高设备运行的负荷。为此可以在配电系统中设立子站层，子站层能够及时收集配电区域数据信息，经过分析处理后将信息再转发给系统主站层，主站层会根据得到的数据信息分析故障原因，并回馈给子站层，达到配电网管理调度功能[2]。

2.1.3 终端设备层。终端设备层主要的任务就是控制配电系统的同时做到数据信息采集，并且可以为子站层提供运行与信息数据的控制。终端设备层可以落实子站，并对主站层发出指令，终端设备层主要由FTU、DTU、TTU构成终端层设备，而终端设备的正常运行情况会对配电自动化运行情况起到明显影响作用。

2.2 馈线自动化

馈线自动化主要是根据电力系统的运行实现监控与数据采集。通常情况下，配电系统要做到监控配电电压、馈线电流、开关状态等来实现线路开关自动开合。当系统负荷分布不均时要结合情况，采取相应方案做到平衡负荷功能，并提高配电系统运行质量让其运行状态正常[3]。馈线自动化还可以做到切断线路中故障，及时隔离故障区域，将故障控制在最小范围内，并快速恢复非故障区域的正常运行。馈线自动化可以为配电系统中供电速度、安全可靠性提供保障。

3 电力系统配电自动化发展价值体现

随着我国科学技术水平的不断提高，配电自动化技术也在不断提高并且应用到各个领域中，尤其一些涉及民生的例如医学、建筑、化工等大范围行业。社会经济的发展对供电的需求也在增加，配电系统标准也在改进和提升。传统的配电系统运行状况已经难以符合经济发展的要求，而实现配电系统自动化可以极大提高电力系统运行模式，对电力系统实施全方位全天候监控，借助计算机技术分析电力系统各个配电线路的动态情况。保证当系统发生故障或者问题时，可以立即发出预警，减少事故发生，减少人身财产损失。通过实际运行情况可以看出，配电系统自动化的有效提高电力系统供电效率，减少电力系统故障发生频率和减少故障造成的损失与影响。配电系统自动化通过利用计算机信息处理能力实现了对电力传输的控制，保障电力系统供电运行中的安全稳定，同时利用计算机可以对配电能力进行模拟来确保配电科学合理建设[4]。

4 电力系统配电自动化常见故障

4.1 配电网建设运行不合标准

在与电力系统配电自动化发展较为发达的国家相比，我国配电网在建设上会存在许多不足，有着较大的改善空间和技术提升。由于在电力配电网建设上稍显落后，导致我国电力系统配电自动化建设还不够强大。一般情况下我国配电网建设投入分变电与输电两项内容，由于配电设备不够先进导致线路联网水平较低，通常会遇到配电网主线路建设不标准，线路过长等问题。

4.2 电力系统配电自动化技术水平较低

在我国近几年的发展中虽然电力系统配电自动化技术也在不断提高，但相比发达国家，技术水平还不高。主要原因一是电力系统内部网架机构不够完善，人员操作技术还不达标；二是相关职能部门对电力系统配电自动化维修和养护不够重视。

4.3 相关制度不完善

电力系统配电自动化技术不断提高导致相关配套制度需要更加完善。而我国当前电力系统配电自动化相关管理机制还没有得到改变或者完善，在配电网运维中缺乏制度的约束，导致部分从业人员在管理上比较松懈，缺乏安全意识，这种现象极大地阻碍了电力系统配电自动化水平和技术的发展进步[5]。

5 电力系统配电自动化故障处理措施

5.1 提高配电网线路建设速度

现阶段配电系统自动化技术相对落后，如果想要解决现阶段出现的问题，就要提高对配电自动化技术的重视和发展速度，提高对电力企业配电网线路改造工程，加大对电力设备的改造和维护，从而提高电力系统的稳定运行和传输能力。在配电网线路建设和改造中，需要有专业的企业电力员工，保证电力操作的规范性，保证电力设备运行效率。在系统运行中要根据实际电力设备情况，对较为传统老旧的电力设备进行淘汰或者提升，提高设备安全运行效率，降低故障发生频率，从根本上解决配电网运行安全和运行效率。

5.2 保障电力设备安全运行

为了保障电力设备安全运行，保障相关工作人员安全，就需要建立完善的配电系统政策制度，加强对电力系统安全管理。做到可以在配电系统自动化运行中预测存在的问题，从而设计相对的解决方案，做到出现问题可以第一时间找到措施解决，降低配电系统故障的发生，减少风险损耗。当配电自动化系统发生故障时主要从以下几方面着手。首先，对故障类型做分类处理，切断故障设备和配电系统联系，做到故障隔离区域，避免发生故障的位置对其他设备产生影响。其次，在故障设备出现的问题解决后再将故障设备与其他正常设备连接，让故障设备可以重新启用。可以在配电系统设备中加入阻断器，这样可以利用配电自动化系统实现对设备远程操控，保证系统设备发生故障时实现自动跳闸来阻断故障设备与正常设备的连接[6]。此外，当配电系统发生故障时，自动化系统会对故障设备中的数据参数进行分析，确定故障设备问题发生位置，及时找到相关维修人员对设备进行处理。同时可以调动其他相同且没有故障的设备传输电力，保障电力系统正常运行，不会发生停电问题。

5.3 处理设备故障

在电力系统配电自动化设备运行阶段要加强对相关工作人员的管理，避免技术人员在对故障设备维修时有不符合规范的操作，配电自动化系统设计的内容比较烦琐，主要价值是对设备信息的采集和保存。随着配电自动化系统技术不断提升和新技术设备的更换，要做到对数值参数采集的永久保存，才能通过数据参数及时分析出设备故障发生的原因和位置，而技术人员也需要通过分析出的参数数值做出相应的解决措施。数值信息主要通过配电自动化系统反馈信息中得到，维修人员在数据信息采集过程中要对故障类型做到谨慎参考和管理，保障故障设备发生问题时，可以根据数据提出解决方案。此外，加大对技术人员维修管理认知能力，让技术人员意识到在设备维修过程中操作规范的重要性，对保障设备正常运行有着重要作用，也是对技术维修人员生命财产的安全保障。

5.4 干线故障处理方法

干线是配电网主要线路，继电保护装置和自动配电装置是通过干线直接连接的。因此，当干线发生故障的时候，继电保护装置和自动配电装置都会受到相应影响。在配电网发生故障的时候，继电保护装置会将配电网和电力设备单独进行隔离，让电力设备不受到干线故障的影响，实现自我保护。维修技术人员可以根据继电保护运行状况检查是否是电源问题，再做出合理解决方案。配电自动化系统中的馈线终端设备可以做到自行检核和记录，从而得到线路电流、电压和功率的参数值，做到初步线路故障的排除工作。当配电网故障为永久故障时，馈线终端设备会有异常参数和分析算法发送到主站，维修技术人员就可以根据干线对馈线与馈线终端设备做出检查和监控，从而确定故障原因并做出解决方案。

5.5 支线故障、用户故障处理措施

这种故障类型通常是指非正线配电出现故障，由于支线和用户设备发生故障频率较高，当故障发生时，自动化和继电保护装置会自行对配电网产生的故障原因进行检查和维修[7]。支线和用户设备发生故障主要体现在线路信号异常，出现自动跳闸保护线路。发生故障后，延时的保护装置会尝试闭合或者切断线路。发现闭合是常闭状态，故障就为暂时性，延时后就可以正常运行。当故障不能闭合，故障可能就是永久性的，延时后会继续保持开路状态。在支线和用户设备故障中继电保护主要的作用首先是防止故障回路导致电流冲入干线，让配电网受到冲击；其次是故障发生时可以及时切断故障线路，实现隔离，并在自动完成后做延时合闸操作。

6 结束语

电力系统配电自动化在经过近些年的发展后，在我国已经初步实现较高的自动化水平，形成了科学合理、高效的运行状态和整体框架流程。电力系统配电自动化让电力系统在运行和管理上都发生了翻天覆地的变化，让电力企业得到了较大的改进和优化，电力设备技术也得到了较大的提升发展。本文通过电力系统配电自动化常见的故障问题入手研究，为进一步提高电力系统配电自动化处理故障和问题能力做出参考对策，优化自动化技术的应用，从而提升电力系统配电自动化的稳定性和安全性，提高电力对社会经济的服务能力。