关键词：自动化技术；10kV电路；故障处理
1 配网自动化发展现状
1.1 国外发展现状
1.2 国内发展现状
在一些经济较为发达的国家中，配网自动化技术得到了广泛的发展与重视。比如日本是较早研究并使用配网自动化技术的国家。上个世纪八十年代初，日本百分之八十以上的电网基本实现了故障后按时限自动顺序供电。自本世纪五十年代开始日本已经实现在配电线上设置自动隔离故障区，并且按照时限顺序向非故障区域恢复供电。随着计算机技术和通信技术的飞速发展，日本又将电子技术以及信息传送技术应用于配电网，在此基础上，配电网自动化得到了很大的发展。
1.2 国内发展现状
我国在九十年代末的时候开始进行城乡电网改造，并大力推广配网自动化技术的实施与应用。在配电技术上，国内设备一开始就引进并使用最先进的反馈线终端装置和通信装置。但是由于我们的反馈线终端完全依赖于通信技术，导致配网的所有功能都放在主站上进行，很难实现故障点的快速隔离和居民用电区恢复供电，这对于我国配网的供电可靠性的稳定与提高是一个巨大的挑战。随着经济水平的不但提高，我国的自动化技术仍不能很好的应用于10Kv配网线路中，并且我国对于使用配网自动化技术来解决10kV线路出现的故障问题不具备可靠的操作水平，因此我国在配网自动化的道路上还任重而道远。
2 10kV线路常见故障类型
2.1 单向接地故障
（1）低压单向用户接线故障
两个低压单相用户低压接户线共用零线断线故障的现象是：两个低压单相用户中，家用电器设备功率大的，电阻小，承受电压较低；家用电器设备功率小的，电阻较大，承受电压较高。两个低压单相用户家用电器设备功率较大的那一家，家用电器先烧坏。该故障多出现于家庭用电线线路中，该故障的出现严重降低了居民用户用电的质量标准，生活水平无法明显提高。
（2）架空线路故障
在配网线路中，由于电线线路平行排列，而且线与线之间的距离较小，如果同一距离差内的导线下垂高度不一致，大风天气时各个导线的摆动角度和方向也不一样，导致导线与导线之间相互碰撞造成相间短路。大风刮断树枝或者树叶掉落在线路上，或向导线上抛掷金属物体，也会引起导线的相间短路，甚至断路。此外，高度超过公路限高的汽车通过电线线路下方或吊车在线路下面进行工程作业时，也可能会引起电线线路短路或断线事故的发生。并且带电导线由于长期受空气中水分、及有害气体的侵蚀，逐渐氧化最终损坏，钢制导线和避雷线最容易锈蚀，也容易引起架空线路故障。该故障的出现会导致户外10kV线路大面积瘫痪，会影响这个区域的用电质量和安全。
（3）中高压线路的设备故障
中高压线设备故障是由于线路的架空、电缆及柱上开关等比较微小问题所引发的。而这些问题主要是由于安装和施工时的技术人员的操作规范与否决定的，带有很大的随机性。台风、雷雨、闪电等自然天气灾害，也会导致设备老化。尽管这些问题的作用效果非常微小，常常被人忽视，但是也不能忽略其所带来的严重后果和影响。
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2.2 配电网覆冰故障
近几年来，我国一直在覆冰的出现与解决方面开展理论研究与工程应用。覆冰现象出现在我国冬季偏冷地区，比如新疆等地区，那里昼夜温差较大，输电线路在白天受到水汽作用，夜晚就会在其表面形成冰层，而这样的冰层覆盖现象往往没有规律可循，随机性较强，并且线路被冰层覆盖很可能出现在系统高负荷运行期间，会消耗较大的能量导致输电终端电压降低。10kV的输电线路往往位于偏远地区的高空中，由于地理因素，配网线路受环境的影响很大，尤其是室外温度的影响，因此，在配网自动化系统中必须考虑温度过低时保持输电稳定性与可靠性的问题。如果将输电电能的一部分能量用去融冰，将会损耗电能，使本身就运行困难的系统更加难以运行，再加上系统还要进行其他操作或者控制负荷，则会增加现场值班调度员的工作量，容易使系统工作出现错误。
3 配网自动化在10kV故障处理中的应用
3.1 迅速定位技术
迅速定位技术的原理是配网出现故障（指人为难以确认发生地点的故障）时，这时通过配网自动化系统中设置的传感器采集数据信息，采集到的信息返回到控制指挥中心进行量的对比。传感器自动采集的信息为接地瞬时电流和瞬时电压的第一个半波，将两者的相量加以对比分析。如果前者大于后者时，说明输电线路中相对于地的电压下降，此时一旦有接地故障的话，控制中心就会发出指令，将故障信息及时的传输至监控系统中心，对应来快速定位故障点。如果前者小于后者，则说明该配网的运行状况良好。
3.2 配电网自动化单向接地故障识别
以往收集这些故障信息，仅仅只能够采集到10kV馈线出口处的电气量，其测量精度也不高。随着配网自动化技术的应用与实施，对于接地故障检测的条件大大改善。现在通过配网自动化技术，就可以利用安装在馈线沿线的各个通用控制节点来采集计算所需量，这样从计算所需量的采集位置上，新的自动化系统能够在整个10kV的配电线路上提供故障点的特征。并且配网自动化系统的采集功能强大，传感器的传感装置仅仅能够通过零序CT来采集零序电流，配网自动化系统的通用控制节点则可以通过三相PT、CT采集各种类型的电气量，包括零序分量以及其它的分相的暂态电气特征；配网自动化系统的通信系统使得故障特征量的任意通信、交叉比较成为可能，更加有利于新数据的采集与使用。
3.3 配网自动化中覆冰监控与融冰应用
在冰层覆盖率检测中，气象观察点非常重要，数据分析中所用到的数据均由此获得。配网自动化系统中设置气象观察点，其与应力传感器一一对应。在配网线路中，电流值通过应力传感器测得转化而来，事先给定融冰判断依据，在融化冰层过程中，监测冰层的融化进度与效果。在配网自动化系统中要设置接地开关，接地开关是融冰自动化的关键和必要设备。当冰层需要融化时，接地开关闭合；融化冰层结束时，接地开关打开。接地开关必须要设置红外遥控感应功能，当电路接地开关无法作用时，可以远程遥控感应使融冰系统发挥作用。配网自动化系统中需要设置一个并联的电抗器，当融冰电流过大或者过小时，其能够将线路中的电流调整在一个合适的区间之内，使其既能达到融化冰层效果，又不至于将配网线路中的主要设备烧毁。
在10kV配网系统中，自动化技术充分发挥了其无人状态下的监测与通知警报功能，实时就地监察线路结冰状况，通过分析数据适时的给予警报信息，调整并联电抗器数值，并给出短路开关继电器闭合、断开和闭锁等信号。同时，配网自动化系统能够与控制配调中心进行良好的信息传递与沟通。
4 结语
在分析和处理10kV的配电线路故障时，配网自动化技术可以有效的对故障点进行快速便捷的定点定位，配网自动化技术可以有效地提高日常电网故障处理的速度，保证用户用电和企业供电的稳定性。在未来电网线路系统的配置发展中，配网自动化技术将会是发展的主流与趋势。
参考文献：
[1]沈毅君. 杭州地区城网配电自动化系统设计与研究[D].华北电力大学，2015.
[2]胡宇. 10kV配网自动化设计方案的研究[D].华北电力大学，2015.
论文作者:杨林辉
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 18期
论文发表时间:2020/1/16
标签：故障论文; 线路论文; 冰层论文; 技术论文; 自动化系统论文; 导线论文; 网线论文; 《当代电力文化》2019年 18期论文;