配网死区故障分析及配网自动化故障处理策略改进研究

2022-10-18穆雪佳

通信电源技术 2022年11期

穆雪佳

（国网宜兴市供电公司，江苏宜兴 214200）

0 引言

对配网死区故障及配网自动化故障进行分析，并采取相关措施进行处理，是供电部门的重要工作内容之一，同时是影响人们日常生活与社会活动的关键因素之一。近年来，人们对电力系统的质量、稳定性以及运行安全性提出了较高的要求，相关部门需要结合当前人们对电力系统的要求和时代发展的特点开展相应的优化工作，加强对电力系统管理和设备维护的重视程度。

1 故障分析与处理

1.1 故障概述

发生故障前的电力系统如图1所示。其中，甲变电站的母线为10 kV，甲变电站通过该母线进行小电阻接地。甲乙线F15是甲变电站的馈线，同样是10 kV，其主干线是纯电缆线路[1]。

在某日14:00，甲变电站10 kV甲乙线F15出现跳闸事故，重合闸没有成功。根据配网自动化系统显示，彩岸户内三遥公用柜中的#1开关出现零序电流，而其他3个开关均为正常。过了3 min后，采用控制器将有异常零序电流出现的#1开关关闭成功2 min，之后再借助控制器闭合该变电站内的开关，站内再次出现跳闸现象。30 min后，维修人员来到现场，经过检查发现#1开关电缆的终端已损坏，经过仔细核查最终确认彩岸户内三遥公用柜#1开关的电缆终端头正是此次事故的故障发生位置。出现故障时的变电系统如图2所示。

1.2 故障特点

通过上述分析可知，该故障的特点是复电失败。根据自动化系统的判断显示，#1开关出现零序电流，而其他3个开关均正常，因此可以发现实际故障点在一个配网死区，位于#1开关的前端与开关零序电流互感器（Current Transformer，CT）后端之间，通过遥控将其断开并不能有效隔离故障，只要电力系统再次进行送电，就会再次出现跳闸现象[2]。

1.3 针对该区域电力系统故障的解决措施

针对此次事故，采取主站监控式故障处理方式。在出现跳闸现象时，环网柜开关零序CT感应到了故障电流，配网自动化系统上的开关指示灯将故障出现的位置显示出来，之后系统通过控制器将所感应到的异常零序电流的#1开关关闭，过几分钟后再次合上开关重新送电，如图3所示。在出现接地故障时，该地区采用的处理方式与发生跳闸故障时的方式一样。

通过上述描述，只要故障发生的位置仍然在TA后端和开关前端之间，将会极大地影响配网自动化系统对故障点进行判断和定位，从而导致其判断信息不准确，极有可能出现对故障点再次进行送电的情况。

2 配网自动化系统故障处理模式

2.1 重合器的馈线处理方式

重合器的馈线处理方式可以分为重合器与过流脉冲技术分段器结合运用和双重重合器联合使用两种方式。

将重合器与过流脉冲技术分段器结合使用，能够实现开关自动化控制。在开关上提前设置好允许分闸器进行重合的次数，如果分闸器重合的次数超出了提前设定的次数，那么重合器就会做出反应，不再支持合闸，从而避免故障出现。除此之外，受配网线路的影响，分段器进行分闸与合闸时也会产生不同的变化。系统一旦断离，分段器就会分闸；系统继续供电时，分段器则会合闸。

将双重重合器结合在一起应用，这种使用方法能够降低成本。在馈线自动化应用方面，分段器逐渐被重合器取代。如果将两个重合器联合应用，可以借助动作曲线之间的时间距离有效满足互动需求。当电力系统出现故障时，先调动距离较近的开关除去故障，采用这种方式可以有效控制停电规模与停电范围，同时缩短停电时间。

2.2 断路器保护模式

如果配网自动化系统在运行时出现异常，该故障将导致电力系统不能正常运行。根据传统的电力系统故障处理模式，可以安装断路器。当系统出现故障时，借助自动跳闸的方式来切断产生故障的线路，从而将故障隔离，避免对其他线路造成影响。同时，确保其他未出现故障的线路继续正常运行，对整个配电系统的安全保护具有重要作用。

断路器保护模式具有显著优势，也存在一定的不足和缺陷。应用这种故障处理模式的过程中容易产生反复跳闸等现象，虽然能够保障线路正常运行，但会对配网自动化系统的故障诊断等产生影响。借助馈线开关的辅助作用，通过设置负荷开关的方式来识别故障，但会出现判断失误的问题，使得电力系统无法正常供电，引发供电质量下降等问题[3]。

2.3 主站监控的馈线处理模式

与传统的处理模式相比，主站监控的馈线处理模式具有先进性，更加符合当下时代发展的需要。在相关开关上装配馈线终端，通过这种方式来收集信息，包括开关的位置、线路电流大小以及负荷值等。在完成信息收集后，通过网络通信系统将数据信息传输到主站监控，从而打破空间和距离的限制。同时，主站监控通过远程控制倒闸，能够记录电力系统发生事故前与发生事故后的实际情况与数据，以便分析事故发生的原因时能够提供数据支撑，分析是什么原因造成此次事故，从而帮助主站监控定位故障发生的区域，及时制定相关处理方案。

主站监控馈线处理模式主要采用的核心技术有重合闸技术与电脑保护技术，能够对配电自动化系统进行集中控制，其故障排查能力更强、处理速度更快，能够快速恢复电力供应。与此同时，其弊端则是该模式过于依赖网络通信技术和系统，一旦通信系统出现任何问题，将会导致该模式不能继续运行，无法定位和隔离故障。

2.4 系统保护的馈线处理模式

与其他故障处理模式相比，系统保护的馈线处理模式更加先进，主要通过网络通信系统配电终端对馈线进行保护。一旦馈线系统出现任何问题，距离开关较近的配电开关监控终端（Feeder Terminal Unit，FTU）能够首先作出反应并明确故障方向，同时能够与附近的FTU进行信息传输，之后再对这些信息进行判断和分析，从而准确定位故障产生的实际位置，对故障进行隔离。该模式的核心是分布式智能自动化系统，即使系统出现三相故障，仍然能够对功率方向和大小进行准确分析和信息传输，并且对各项信息进行对比与判断，准确定位故障发生的具体位置。从优点方面来说，该模式能够一次性进行故障判断和诊治，快速隔离故障，促使系统恢复正常运行，其故障处理相对来说更加高效、稳定、安全。从缺点方面来说，该模式过于依赖终端，对设备的要求较高，需要运用功能性和质量都极好的设备，同时需要完善的通信系统作为支撑。

总体而言，除了重合器的馈线处理方式之外，断路器保护模式、主站监控的馈线处理模式与系统保护的馈线处理模式均有其各自的优缺点，具体如表1所示。

表1 配网自动化系统不同故障处理模式的优缺点

3 配网自动化故障处理改进策略

为了优化自动化故障处理，必须要考虑到配网死区故障这一情况。首先，在恢复供电的过程中，需要对环网柜的来电侧和负荷侧进行一系列分析，为系统判断和确认故障信息及位置提供参考，缩小排查范围，加快处理速度。其次，要合理利用自动化系统中的各项功能，提高相应的供电质量和对设备的使用效率，减少人工工作量。再次，对网架的布局与结构进行合理规划，减少线路切割的次数，扩大自动化的覆盖规模[4]。此外，需要加大对设备的维护力度，定期进行检查和维修，确保设备运行状态和水平处于较高的层次。最后，要不断完善配网自动化的通信系统，使该系统能够准确进行信息传输，提升系统运行的效率与质量，实现高速、安全的配网自动化处理[5]。