配电网自动化开关的故障与运行维护分析

2023-12-03陈妍朱志淳

科学与信息化 2023年20期

陈妍朱志淳

国网江苏省电力有限公司东台市供电分公司江苏东台 224200

引言

配电网自动化的应用实现了对配电网设备的实时监控、调节及控制等功能，其是集计算机设备、信息化技术、通信技术和电子技术等多项先进技术的集成系统，在电网建设运行过程中合理运用配电网自动化技术可有效降低配电网的故障率、提升配电网的稳定性。为了切实发挥出配电网自动化技术的效用价值，要充分认识到配电网自动化的重要性，全面掌握其应用要点，针对其在电网建设运行期间存在的问题要及时采取有效手段加以解决，保证配电网自动化模式的规范性，提升整体配电网的可靠性。

1 配电网自动化开关特点

一般情况下配电网自动化即指通过有效运用通信技术、自动化技术、软件技术和其他类型的信息技术，将配电网中的数据进行整理并分析，组合后成为自动化管理系统。通过运行配电网自动化系统，可以监控整个配电网络的实时数据，并对其进行协调和管理工作，还可以快速发现配电网络中的安全隐患，保持配电网能够长期有效的平稳运行，降低因其导致生产生活中的不良影响[1]。在实际运行工作中，配电网络自动化开关必须保证其有效性才能维持线路平稳的工作状态。但是，许多客观因素会影响配电自动化开关的正常使用，例如恶劣天气、人员操作等因素的存在，使得配电自动化开关发生故障的概率大大增加，对配电自动化开关的使用效果造成不利影响，甚至还会降低其使用寿命。所以，配电自动开关装置必须要合理使用，再加上继电器等其他辅助装置，尽力保护配电自动化开关的正常运行，持续发挥其功能，有效降低配电线路发生故障的概率。

2 配电网自动化运维原则

首先，可靠性原则。在供电系统当中，配电网一直扮演着纽带角色，它是连接电网与供电终端的重要载体。从现实情况来看，配电网的运行稳定性和可靠性，不仅会影响电网服务质量，更会影响电力用户的用电体验。所以，配电运维的最基本要求就是保证配电可靠性，而这也成为配电自动化技术的主要应用原则。实际作业环节，基于配电自动化技术必须实现配电设备管理、电力资源调配、配电通信网络的可靠管理，更需要强调配电自动化系统与电网架构、负荷布局匹配。其次，针对性原则[2]。在配电运维阶段，配电自动化技术应用必须充分考虑现实，基于配电网和供电体系的实际运行情况提供必要支持。此时，应该从实现利益最大化的角度出发引入和应用配电自动化技术，灵活调整配电自动化技术的应用范围、方向和重点，以便切实发挥技术优势、助力服务优化升级。最后，阶段性原则。配电自动化技术在配电运维中的应用，需要循序渐进地开展。不仅要求电力企业结合实际稳扎稳打，基于配电运维需求引入适宜的配电自动化技术；也需要实现配电自动化技术的长效化应用，不断依托于新型配电自动化技术夯实配电自动化运维基础。

3 配电网自动化开关故障

3.1 环境问题

配电网线路大多都裸露在室外，经常会因为不可抗的自然环境原因造成设备损害。一般经常出现的原因有风力原因、降水原因、闪电原因等。其中，由于夏季气候特殊，经常出现雷电情况，若设备遭受雷击，必然会导致设备损坏以及绝缘网络的情况。雷击故障一般有两种形式，直击雷和感应雷。直击雷就是指直接遭受雷击，通常情况较为严重，可能导致整条配电线路无法正常运行；而感应雷则相对受影响后果较小，但是发生的频率比之较高。若经常出现此情况，基本是由于避雷器绝缘子质量不佳，或是由于配电网线路没有采取有效的避雷措施，或自动化开关区域内避雷装置不达标，导致遇到特殊情况避雷装置没有发挥其应有价值。

3.2 系统技术问题

在配电网自动化建设和运行管理工作中，配电网自动化系统容易发生技术问题，如配电网设备与系统的可靠性问题、配电网通信模式与电源的控制问题。在配电网自动化建设过程中没有对配电网设备的可靠性与设备能否顺利应用进行严格检验。若是配电网设备在自然环境中遭遇风雪或雨水天气，很容易出现严重的损坏，给配电系统的顺利运行带来不良影响。除此之外，在进行配电网自动化建设的过程中反复应用通信模式，也会直接影响通信的效果。

3.3 系统维护问题

在配电网自动化系统运行时，很容易出现各种问题，为了确保配电网自动化系统的顺利运行，电力企业应组织安排专业人员全面监控并维护配电网的运行。然而，在配电网自动化系统运行的过程中，电力企业并未安排专业人员监控配电系统的运行，致使配电网在具体的运行过程中很容易发生各种问题。

4 配电自动化开关运维措施

4.1 运维监控

配电自动化技术可提供助力，依托于该技术能够实现配电系统运行状态的全面监测和控制，可以为提升配网运维水平提供保障。实践中，电力需求不断增多、供配电压力持续增大让许多地区的配电系统不堪重负，配电网运行过程中安全事故发生概率大幅提升[3]。引发事故的原因不仅与自然因素和人为因素有关，更与设备和安全管理有直接关系。因此，在配电网运维环节重视运行监控十分必要。但传统的运维管理模式下，配电网运行监控方法落后、效果也不尽如人意，工作方法根本无法满足现实需求；而引入配电自动化技术则可以解决上述问题，真正地实现配电网运行的全面监测和精准控制。基于配电自动化技术，打造自动化配网运维系统，可实现配电网运行状态的不间断监测和实时管控。这样一来，就能第一时间发现、分析、响应和处理异常，无须依赖人工即可完成故障处理。通常来说，应用配电自动化技术时，配电运维系统可依托于实时监测准确追踪、定位故障，还可以及时隔离故障区域切断事故源头；然后，依托于系统的自我修复和防护功能，可快速解决问题。在实践中，以配电自动化技术为支撑的自动化配网运维系统，表现出了极强的自控性和自愈性；还展现出了不间断运维防控特质，可切实保障配网运维安全性。

4.2 建立安全网络体系

想要保证配电网安全运行就必须要建立一个科学合理的安全网络体系。这就需要加强防火墙的配置，首先要对配电网系统物理防火墙配置的具体要求以及实际的工作模式进行充分了解。之后再结合配电网相关硬件设置进行防火墙的设置，最终实现软件防火墙与物理防火墙的协调共存，另个防火墙一起工作运行，以此增加安全网络体系的可靠性[4]。要注意根据实际情况加强防火墙的检查维修工作，其中物理防火墙的检查主要是根据检修计划，定时检修，以此保证物理防火墙的正常运行。而软件防火墙则需要应用专门的软件进行测试，在根据测试结果结合配电网系统的实际运行情况确定其工作状态是否正常。不论是物理防火墙还是软件防火墙都要注意，一定要结合配电网的实际运行情况选择和安装，合理地将两者结合起来共同应用，这样才能够为配电网系统的正常安全运行提供有力的保障。

4.3 合理分配电源点

在对配电网自动化建设开展规划工作时，电力企业应科学规划网络结构，合理分配电源点，保证建设规划的完整性，切实满足各区域的用电需求。在分配电源点时应结合区域当前的用电情况对电力增长趋势进行合理预测，为后续科学合理的规划电源点奠定良好基础，确保电源点的规划分配能满足区域的用电需求，减少后期重复规划的问题。另外，电源点的分布应尽可能靠近负荷较重的中心区域，以此缩短供电半径、减少供电线路的建设长度，达到降低电能损耗的目的。在周边区域分布电源点时，要综合考虑中心区域及各功能区域电源点的分布情况，通过全面分析提高各连接点的协调性，促使其同其他电源构建联络网络，提升电网运行的灵活性，提高其运行效率。

4.4 使用智能开关

自动开关设备具有全新的功能。主设备由变压器、断路器、接地开关和断路器组成，这在以前是不存在的，而辅助设备由电子设备、数字控制和通信接口组成。断路器提供保护、控制和通信功能，每个功能单元独立运行，检测和消除系统运行产生的安全隐患，并提供综合控制。基本的自动化开关是由微型计算机保护的视觉设备，提供通信功能的信息，并允许控制开关或控制设备的整合。对当前趋势的分析表明，插入式开关系统（PASS）是目前电网中最广泛使用的自动开关设备。一般来说，自动开关设备采用智能传感器和微电脑技术与数字通信技术相结合，对电气设备进行监测和控制，并有效隔离故障设备。断路器是由控制面板、电子装置和编程相结合控制的设备，用于实现电路自动化。这种开关比其他开关更容易控制。目前，它被用于许多家用电器和照明装置。它的特点是能源效率和高精确度。

4.5 加强系统保护

配网自动化系统具备的复杂性特点使得工作人员的工作与管理困难度增大。在具体的运行工作中，需投入众多的工作人员与设备。由于系统运行的稳定性要求高和高新技术的更新速度快，在具体的配电网自动化建设活动中，对系统进行保护与维修十分重要[5]。配电网自动化体系运用大量设备获得信息、数据资源，运用有线网络系统、无线网络系统实现信息交流，对不同的数据信息进行创新和总结。为了确保配电网自动化系统实现高效率运作，加强对整体系统的保护与维护至关重要。从整体系统保护与修复工作内容角度来讲，一是严格检查并修复电网配电系统的主体设备；二是严格检查并修复信息交流管线；三是详细检测并清洁修复计算机设备；四是针对城区构建与装置的修复和信息录入；五是在系统运作的过程中，严格检测并确保信息收录的安全性、电源的安全性、接线的安全性。

4.6 自动化开关替换处理

在配电网自动化系统试运行期间，为减少自动化开关对其造成的影响，工作人员在操作过程中，要及时将产生问题的部件进行调整，而设备的维修工作可以以下几方面入手。首先，检查开关内部故障情况，分析故障出现原因以及发展程度，若在检查过程中发现已无法进行修复，则立即更换该部件。其次，检修人员还需要仔细将电气内所有开关内部的线圈检查清楚，其他具体接触点的运行情况则按时监督即可，若检查发现电器与开关不匹配，就需要更换该部件。最后，在检测过程中，工作人员要想提升检测工作的精准性，也可通过运用高科技产品进行辅助，保证最大化发挥配电自动化开关的作用。

4.7 升级配电系统

事实上，配电自动化技术的有效应用，可以为优化电子配电站设计以及配电终端设计提供辅助，进一步增强配电系统的自动化、智能化程度，可以为彻底实现无人值守和自动化运维提供保障。实际作业环节，利用配电自动化技术能够帮助电力企业进一步明确配网自动化运维需求和要求，进而从实际出发优化电子配电站功能，使其在配网开关远程控制和电力系统监控方面的作用得到进一步发挥。而且，配电自动化技术支持下，配电终端设备以及回路也将会得以优化，主站系统的配网控制水平将会进一步提升，配网运维的响应时间以及决策精准性也会大幅提升。这样一来，必然能真正实现无人化、高效化、智能化、精准化配网运维。