广东电网有限责任公司阳江供电局 广东省 阳江市 529500
摘要：为了研究配网故障处理的智能化装置的发展，通过笔者多年工作经验，在理论结合实际的框架下通过对智能配网的主要特点和故障类型进行相应分析引出常用线路故障指示器的原理及特性，为配网故障处理智能化的实现思路提供建设性意见。
关键词：配网；故障处理；智能化；装置
1引言
随着社会的进步与经济的发展，电力需求作为评定工业发展情况和人民生活水平的重要指标之一越来越受到国家和相关行业的重视。电网的稳定工作是保证下游用户平稳使用和上游发电厂协调工作的调控枢纽。而当前的特高压电网的构建和完善需要综合考虑相应装置的智能化，以达到配电网络的平稳运行以保证终端电力设备故障率最小。
2智能配网的主要特点
智能配电网规模大，分布广。在实际供电过程中，智能配电网往往与其他类型的电缆交织在一起供电。为了在故障发生后尽快完成维修工作，首先必须了解智能配电网本身的主要特点。与普通配电网系统相比，智能配电网具有四个主要特点:（1）智能配电网充分结合了数字技术、智能技术和计算机技术，具有较强的自恢复能力。在实际供电过程中，往往具有自动运行、自动恢复等功能。这有利于进一步提高智能配电网运行的稳定性。（2）智能配电网在运行过程中具有先进的智能技术作为强大的支撑，因此其在供电过程中的安全性相对较高，可以保证长期稳定运行，从而有效提高智能配电网的工作质量。（3）智能电网资源和能源容量相对较大，允许更多的能源同时投入使用，使整个供电系统在运行过程中可以储备更多的能源。（4）智能配电网管理与运行非常方便，自动化程度高，可视化程度高。在实际供电过程中，供电企业可以及时与用户沟通供电过程中出现的问题，用户在遇到问题时也可以及时向供电企业寻求帮助。为了帮助供电企业和用户保持良好的沟通，加之各种高科技在智能配电网中的应用，使得智能配电网的管理越来越智能化、信息化、现代化。
3智能配网的主要故障类型
（1）单相接地故障。单相接地故障作为外界环境及其人为因素诱发的常规事件最为常见也最容易被智能配网运行系统察觉。该种情况通俗来讲即为运行的配电网线路被自然生长的植物枝干或者其他人为线缆短接相连，并发展成为导电后的接地。通常发生单相接地故障时中性点非直接接地会导致区域电压迅速上升，诱发一系列设备故障，最终冲击或烧毁设备设施。笔者所在区域就发生过传统电网构架下的单相接地故障未及时发现和处理而诱发的线缆绝缘击穿造成的短路。
（2）两相或三相短路。城镇环境下常常会出现私搭乱建或者其他因素诱发的人为外力作用诱发的两相短路。如若发生该种情况需要马上进行应急处置进行区域性停电检修，运用智能电网进行快速定位和抢修。如若维护不及时很可能发生线路烧毁和大规模停电事件，极易诱发用户不满或者人员危险。而三相短路顾名思义为智能配网的三相线路趋于同一位置都出现了短路，最终导致严重的变电短路事故。但是该种情况为大型事故，行业历史上发生情况较小。需要预防，但在此不做展开讨论。
4常用线路故障指示器的原理及特性
基于上文所述智能电网的特点及其故障情况，再次展示基于智能电网的常用线路故障指示器的原理，并做特征分析。预设的一定规格架空线路故障定位指示器能在电信号感知下第一时间进行故障电流通路过程与变化的识别。并指示相关故障源、位置及其程度，帮助运行维护人员准确定位故障源并及时抢修。目前国内电网公司所用和国内相关故障指示器运行动作灵活，功能特点稳定。相应的故障判据、指示器取能及通信及时性都有较好的用户体验。而机械报警动作通常是利用短路瞬间电流突变、保护动作停电作为判定依据（图1）。
图1故障指示器动作原理示意图
如图1所示，如若多重因素诱发D点两相短路，则相应的②③⑤⑥⑧⑨故障指示器同时发生指示性动作，以表述故障区段，且由此判断故障点应当在指示器⑧⑨与??区段间。故障指示器作为电力系统的故障查找的有力工具，确实有一定的优越性。不过后续的具体故障点查看与检修还需要人工巡线进行区域性查询，相应智能程度有限。不过重合器的运用可以进行一定的弥补。
5实现配网故障处理智能化的思路及原理
在城市配电网中，由于线段数量较多，当线路发生故障时，故障定位的上游段与上游段之间的短路电流差通常较小。因此，针对不影响干线、支路/用户的支路故障，提出了一种基于差分协调的配电网继电保护方案，使得故障不影响分支线路。事实上，广泛使用的分布式独立的传统继电保护在上、下电路的整定值上差别很小，不能解决跳脱问题，也不能从根本上实现故障的快速识别和隔离。而且往往导致严重后果，扩大事故的范围。要彻底解决这些问题，我们只能依靠智能产品。
构建智能产品，实现广域保护的在线自适应设置原理和故障元素识别是两种主要方法。故障点的逻辑判断尤为重要。考虑实际配电网络的规模和复杂性和加载测量数据的缺乏,配电网络的简化建模不仅可以反映了功率流分布的配电网故障恢复后,也大大降低了计算时间和提高搜索效率。因此，有必要采取一个简单可行的策略。目前我国配电网多采用双电源供电，应采用三种运行方式：（1）变电站A供电，B备用；（2）变电站B供电，A备用；（3）A、B两变电站供电过程中通过中间断路器进行分段。并安装配网故障处理智能装置于A、B变电站相应位置，当DA合上、DB断开时应由A变电站智能装置控制，当DB合上、DA断开时应由B变电站智能装置控制，当DA、DB均合上且中间设分断断路器分开运行时，则分断断路器左右两侧分别由A、B两变电站智能装置分别控制。该装置的基本原理是当配电线路发生短路故障时，断路器由于电流的突然变化而通过故障电流跳闸。这些断路器由于故障跳闸，通过光纤通信或无线通信发送信号。发送信号的条件是将故障电流和辅助开关调换到开关位置。这将故障跳闸与正常操作区分开来。变电站智能装置主机接收到这些信息后，只要比较发出跳闸信号的断路器的ID地址号，并发出相应的跳闸和合闸控制信号，就可以恢复无故障段的正常运行。各分段断路器的端子装置接收信号，并进行脱扣和合闸操作。
6结语
通过电力技术的发展及其相应设备设施的升级，以多维算法为代表的智能配网故障分析与判定能力正在随着终端用户复杂化和上游设计精细化的指标而产业升级。未来的配电网平稳运行以不再是难事。多重故障偶发的异常将会通过智能算法进行预测并展示在检修环节，从而实现彻底规避。相应技术人员需要找出故障源头，在应急处置上进行多快好省的多维度规避。
参考文献
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[4]刘翊平. 配网故障处理智能化装置探讨[J]. 电力系统保护与控制, 2017(18):169-175.
论文作者:姚志鹏
论文发表刊物:《科技新时代》2019年8期
论文发表时间:2019/10/14
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