配网自动化技术在10kV 线路故障处理中运用分析

陈璐

（广州汇隽电力工程设计有限公司，广东 广州 511400）

0 引言

随着我国城市化的不断发展，电力需求逐渐增大，10kV 配电网是电网的重要组成部分，直接影响用户能否安全、可靠用电。利用配网自动化技术进行10kV 配电网线路的实时监控，辅助电力企业对线路故障进行预测、定位，帮助技术人员进行线路设备维修，控制电力故障问题的扩大，为提高电力系统运行稳定性、可靠性提供支持，保障电能质量，提高电力服务水平。

1 配网自动化技术概述

配网自动化技术利用计算机技术、通信技术等对10kV 线路上的设备进行实时、远程监控，当设备存在故障隐患或者出现故障时，该技术利用监测到的数据信息为配电管理系统提供故障地点、原因以及相应的解决措施，并及时进行故障隔离，控制电力问题的扩大，电力管理人员及时安排专业技术人员前往故障点进行维修，提高故障解决效率，缩短停电时间[1]。图1 为配网自动化技术。

图1 配网自动化技术

10kV 线路及以上主网出现设备故障，其原因包括台风、雷雨等自然灾害，造成区域大面积停电，影响配电网的安全稳定运行，影响正常社会生活，为此，广州供电局利用配网自动化技术对配电网进行故障监测，推动配电管理的数字化转型，实现母线失压自愈，结合主配网合环转电技术、配网自愈、程序化操作、智能备自投自动投退等新技术的深度应用，实现电网管理的“机器”替代“人工”，保障大面积停电配网应急处置由“人工转供”变成“自动转供”，大面积停电配网应急处置时间由小时级降至分钟级，持续解放人力物力，提高电力服务的社会效益与经济效益。母线失压自愈功能界面如图2 所示。

图2 母线失压自愈功能界面

综上所述，配网自动化技术运用在配电线路故障处理中，其能够自动生成、自动校核和自动执行故障处理方案，全过程无须人工干预，极大缩短故障处理时间，与传统故障处理流程相比，解决故障处理方案耗时长、易出错、操作设备众多、操作效率低等瓶颈，大幅提升供电可靠性。广州配网高效自愈体系示意图如图3所示，配网自动化技术的运用助力广州供电局的配电高效与高质量。

图3 广州配网高效自愈体系示意图

2 配网自动化技术类型

2.1 智能型

智能性配网自动化技术应用在非主干线的电网开关中，当配电线路出现故障时，智能型分布配电方式对故障信息进行分析，根据预设故障区的隔离路径，将故障点进行隔离，避免故障点对配电网运行稳定性带来影响。智能型分布配电方式的运用具有良好的可靠性，其故障处理速度快，有利于构建智能化配电管理系统。该技术的运用具有较高人员要求与通信技术要求，且该技术在非主干线上安装设备，增加配电网运营管理成本，需要对该技术的运用进行综合考虑。

2.2 主站集中型

主站集中检测是对电网终端进行检测，对线路故障点进行判断，采取关闭故障线路，修复其他线路的方式，避免出现停电现象。该技术方法的运用具有故障排除速度快的优势，但对机械化程度有较高要求，容易出现错误诊断情况，为用户的稳定用电带来影响。

2.3 电压－电流型

该技术的运用是相关设备安装在10kV 线路上，对线路的电压、电流进行检测，达到故障检查的目的。该技术具有故障检查速度快、处理及时的优点，还能在发现故障的同时发出警报，提醒电力管理人员及时采取有效处理措施。该技术在10kV 线路故障处理中的运用，提高配电网运行的效率与可靠性，减少跳闸的出现次数，与其他故障处理技术相比，该技术保障没有出现故障的线路稳定运行，提高配电网络的可靠性。

2.4 电压－时间型

该技术运用原理是分析电压与时间的关系，把握主干线与其他配电线路的运行状态。该技术运用在10kV 线路的故障处理中，在保障线路稳定运行的同时，自动完成线路故障检测工作。该技术的运用具有良好的经济优势，且运行周期短，但该技术无法实现故障处理的一劳永逸，也就是说，其容易出现二次端点现象，不利于配电网络的稳定运行。

3 配网自动化技术在10kV 线路故障处理中的应用措施

3.1 构建自动化故障监测系统

故障监测系统利用故障指示器与GPRS 通信技术，对配电线路故障点进行定位，如图4 所示。在实际操作过程中，将故障指示器安装在架空线与电缆上，利用其中的电流检测器与现场指示等设备，当配电线路出现故障时，支路上的指示灯亮，并将故障信息利用无线传输的方式发送给信息处理单元（IPU），IPU 可以接受主要分支以及故障探测点的信号内容，并对信号进行分析，获得有利信息，确定配电线路故障点[2]。故障指示器运行原理如图5 所示。

图4 配电线路故障自动定位系统

图5 故障指示器运行原理

故障指示器运行原理如图5 所示，当故障检测点5～8 出现故障时，其他检测点，如1、2、4、5，出现故障信号，而剩余检测点没有出现故障信号，管理人员可以确定故障位置。

将用户监控系统与地理信息系统相结合，形成一个整体系统，保障配电线路的故障检测与位置确定，对配电网络的线路故障监测进行完善，达到实时监控配电网络运行状态的目的，及时获取配电线路故障位置等相关信息，提高线路维修效率，保障配电网络的稳定运行。

3.2 构建自动化故障处理系统

随着电网设施的逐渐完善，10kV 线路数量越来越多，其故障数量也呈现上升趋势，传统的人力故障处理并不能满足配电网络稳定运行的需求，且人工故障处理以事后处理为主，会增加电网运营的人力、资金、物力成本，为提高配电网络的社会效益与经济效益带来阻碍。因此，供电企业利用配网自动化技术进行配电线路的故障管理与处理，构建标准的自动化故障处理系统实现配电线路管理的可视化，该系统对配电线路上的故障点进行信息收集、分析、判断与自动化处理，确保对故障点的隔离，并将此次故障处理具体信息记录在系统中，其内容包括故障点的位置、时间、原因等，为后续进行故障检修工作的开展提供参考[3]。

3.3 自定定位

配网自动化技术具有自动定位功能，其对故障点的快速、精确锁定是配电线路故障处理的首要前提。利用馈线自动化模式，对配电网络运行状态进行自动、全面监控。利用远传型故障指示器，对配电线路的故障点进行定位，提高故障点定位的精确度。自动定位功能能够缩短故障点定位时间，确定故障原因，供电企业不需要安排大量人力进行全线故障排查，提高电力企业进行配电线路故障处理效率，不仅如此，供电企业利用配网自动化技术采集的数据进行整合与分析，总结配电线路常见的故障及其原因，便于电力企业制定具有针对性的配电线路管理与故障处理制度，确保配电线路故障处理的有效性、彻底性，避免同一问题再次出现，提高电力企业恢复配电网络运行的应急处理水平[4]。

在长距离配电线路管理中，利用远传型故障指示器辅助配电线路故障处理工作，利用地形故障指示器与其配合，提高故障点定位的准确度。当配电线路出现故障时，利用自动定位系统对故障位置进行判断，利用指示灯进行故障定位报警。在实际应用中，为实现配电线路故障点确定的自动与准确，电网管理人员设置故障定位系统，在每一个线路上都安装报警指示灯，构建线路故障监控平台，该平台及时将报警信号进行收集与传输，管理人员对接收的信号进行处理，保障配电线路故障的高效处理，实现故障区域与非故障区域的隔离划分，确保配电系统的稳定运行。在自动定位实际运用过程中，注意选择合适的馈线自动化模式，确保配电线路故障点的及时监测，避免故障问题扩大，为供电企业带来较大经济损失。

3.4 馈线自动化技术

利用断路器对配电线路的运行状态可进行监测，具有操作简单、故障隔离成功率高的优势，但由于断路器只能对分段的负荷电流与故障电流进行检测，不能自主进行故障预测与判断，不利于配电线路故障的提前预防。断路器无法控制跳闸现象，无论将其安装在主干线或者分支线上，故障出现必然伴随跳闸现象，造成没有故障的配电线路出现停电。此外，断路器的使用会让馈电开线开关多次开闸、合闸，配电网络会受到电流冲击，容易对非故障线路带来影响，出现停电现象。断路器的运用增加供电企业人力成本，加大配电网络维修工作量[5]。

利用智能自动化柱上复合开关与智能自动化柱上断路器，结合馈线自动化技术，提高配电线路故障处理效率。利用自动化开关替换传统复合开关，实现复合电流与零序电流的自动断开，该开关具有延时合闸等功能，当配电线路出现故障时，该开关将故障区域进行隔离，避免非故障配电线路出现问题。智能自动化柱上断路器运用在配电线路故障处理中，自动将保护单元与自动化控制单元融入断路器中，在配电线路出现故障时，将负荷电流切断，避免电流对重合闸带来冲击。智能自动化柱上断路器需要安装在馈线的直线与干线。将馈线自动化控制器与断路器等设备进行连接，在实际应用中，提前设计合理的控制参数，当配电线路的实际负荷接近或者达到预定参数时，控制器及时将相关数据信息传输给电力企业配电网络管理平台，并自主进行开关速断，达到对配电网络的保护作用。馈线自动化技术的运用提高配电网络运行稳定性，提高线路故障处理效率，为配电网络稳定运行提供保障。

4 结语

配网自动化技术在10kV 线路故障处理中运用具有多项优势，提高线路故障定位效率与处理效率，控制问题扩大，确保无故障线路的稳定运行，避免大面积停电，提高配电网络服务质量。该技术的有效运用需要利用馈线自动化技术，构建自动化故障监测系统、自动化故障处理系统等，将配电线路故障处理从事后处理转向事前预防，以及事中的高效处理，提高配电线路故障处理效率与质量，提升配电网络的社会与经济效益。