摘要：在本文，笔者首先介绍智能电网的含义，然后分析10kV配电网智能化的应用价值，最后再进一步探究10kV配电网智能化在线路故障处理中的应用，以期保障10kV配电网线路的正常运行及实现高效供电。
关键词：智能电网；10kV配电网；线路故障
前言
2016年11月7日，国家发改委、国家能源局正式印发了《电力发展“十三五”规划》（2016年~2020年），并提出了升级改造配电网、推进智能电网建设等工作任务，同时强调了推进智能电网的建设。可见，智能电网建设是一种趋势，且推动着我国电力行业的健康发展。在这一发展背景下，笔者主要探究10kV配电网智能化在线路故障处理中的应用。
一、智能电网
智能电网（Smart Grid）又称电网2.0，其应用了先进的传感技术、测量技术、设备技术、控制方法和决策支持系统，目的是提高电网的经济性、安全性、可靠性、高效性和环保性。智能电网被认为是减轻能源依赖、改善全球温室效应的重要手段，其具有自愈、抵御攻击等特征。其中，自愈是指将问题元件从电力系统中隔离出来，并在无人或少人干预的条件下快速恢复电力系统至正常状态，从而保障了电网供电的安全性、可靠性、供电质量和效率；抵御攻击表现为智能电网的设计与运行都能组织攻击，以减轻由此产生的后果及快速恢复供电。可见，智能电网建设是一种趋势，值得深究。
二、10kV配电网智能化的应用价值
10kV配电网智能化的应用价值主要体现在提高工作效率、保证操作安全性、协助故障处理和实现科学检测电网状态上，具体如下：
（一）提高工作效率
10kV智能配电网采用了智能专家系统、电网快速仿真技术和可视化工作盒，这对保障工作人员高效工作、实现10kV配电网可靠供电具有重要意义，从而适应了电力用户对电能质量的要求。
（二）保障操作安全性
10kV智能配电网主张借助计算机来集中控制电网，借以在电力设备与计算机之间实现双向流通信息。通过智能配电装置，仅需借助键盘，便可改变对整个电网系统的操作设置，这无疑消除了因现场操作而产生的人为安全隐患，从而实现了安全操作电网系统。
（三）协助处理故障
针对电网系统故障的修复与处理，10kV智能配电网的工作流程为：先借助数字通信，向控制室发送电网系统的诊断维护信息，再由控制室分析确定故障的成因，从而缩短了停电时间和降低了经济损失。同时，10kV智能配电网采用了简单的结构，且连线很少，这无疑减轻了系统维护的工作量。
（四）科学检测电网状态
10kV智能配电网通过提供遥测功能，实现了全面检测电网的实时运行状态，且电网系统采用了标准的分组网络，即：改用状态传感器来完成传感与检测工作，且在实际工作中，状态传感器提供的设备状态信息足以协助工作人员及时发现和处理电网系统故障。
三、10kV配电网智能化在线路故障处理中的应用
10kV配电网线路通常易因配电设备、外力破坏和人为因素等的影响而出现故障，但10kV配电网的智能化建设却有助于科学处理线路故障，具体如下：
（一）快速切断线路故障电网，并消除线路故障
通常来讲，如果线路出现故障，10kV智能配电网将在超级短的时间里作出反应。但在10kV智能配电网中，线路保护技术的快速性与选择性特点相互矛盾。关于线路保护技术，网络式保护技术同时实现了线路保护的快速性与有效性，而传统的线路保护技术仅针对变电站的出口断路器跳闸故障，易引起大范围的停电且很难及时消除故障。在传统的10kV配电网中，线路保护系统是单独存在的，且仅用来检测电流通过信息和决定线路故障。换而言之，传统的10kV配电网可以应用在单一的串联电路中，但却无法在多重组合电路和并联电路中稳定运转，且线路运行的安全性也得不到保障。为此，10kV智能配电网采用了网络式保护技术，因此实现了线路保护快速性与选择性的统一。同时，智能配电网适合用在包含分布式电源的开、闭环供电系统中，且满足了多开关串联运行的保护与配合要求。
（二）隔离线路故障区段，并恢复正常线路区段的供电
在传统的10kV配电网中，线路故障区段通常采用集中控制方式，但其对线路故障的处理存在缺陷，因此无法保障线路故障的处理能力和可靠性。另调查发现，既有10kV配电网对通信通道和主站的依赖性非常强，且控制可靠性较低，同时在实际运行中，配电网采用了传统的重合器与分段器方案，且不在信道交换信息，所以无法保障10kV配电网的工作效率。这样一来，一旦10kV配电网的线路出现故障，便无法及时隔离线路故障区段，从而严重影响了正常线路区段及整条线路的供电。为了弥补集中控制方式的种种缺陷和有效隔离线路故障区段，现代线路企业在10kV智能配电网中倾向于应用分布式技术。
（三）定位线路故障点，并排除故障
对于普通线路，一旦其发生故障，便需要大量的时间来排查故障，且期间电路必须保持停电状态，因此很难准确定位配电网的故障点。通常来讲，电网故障处理的耗时约为故障查询时长的2倍，这无疑降低了电网供电的可靠性。但是，10kV智能配电网采用了自动定位技术，其能有效解决普通电网在故障查找与处理上遇到的障碍，从而实现了快速消除故障和恢复电路运行。研究发现，在10kV配电网故障区段的定位与隔离中，故障指示器与智能控制器存在一定的差异。其中，故障指示器在制作、运行中的成本投入略低，允许大量安装，因此有助于精确定位电网线路的故障区段，从而缩短了线路故障区段巡查的时间，减轻了故障产生的经济损失。
另外，对于10kV配电网单相接地故障检测与指示系统、故障远程指示与自动定位系统，后者明显优于前者，即：单相接地故障检测与指示系统存在较多可变因素，且在比较每一分支和分线的故障检测结果时，故障指示器的应用存在局限性；故障远程指示与自动定位系统采用了GIS技术，且包含了三个故障检测探头，其装设在相线上，用以实现了快速检测线路的相间短路故障，可见利用故障远程指示与自动定位系统有助于快速查找和处理线路故障，从而维护了10kV配电网良好的供电状态。
四、应用效益
表1所示反映了某县10kV智能配电网的运作情况。
表1 10kV智能配电网的运作情况
从表1可以看出，该县通过投资建设10kV智能配电网，无论在运行可靠性与稳定性、资产容量、用户满意度上，还是在现场资源利用上，都获得了可观的收益，即：电网运行可靠性与稳定性的收益提升20~50%；资产容量提升10~15%；电力用户满意度提升50~75%；现场资源利用提升20~30%。
据此推断，10kV智能配电网建设有助于准确定位和快速消除线路故障，从而保障了10kV配电网的运作效率。
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论文作者:魏光军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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