方玉艺
（佛山电力设计院有限公司，广东 佛山 528200）
摘 要：现阶段，随着我国经济的快速发展，国家信息技术也得到了极大提高，配电网自动化技术在电力系统方面的应用也更加广泛。众所周知，配电网在电力系统的运行过程中容易出现各种故障，特别是随着人们生活水平的提高，对电能的需求量逐渐增大，配电网自动化技术出现故障的情况更为常见，本文着重介绍了配电网自动化中的几种常见故障处理模式以及具体应用。
关键词：配电网自动化；故障处理模式的分析；应用
随着国家经济的发展，人们生活质量也随之提高，电力成为人们生活中不可或缺的资源，目前国家很多方面实现了自动化运作，国家配电网系统也是如此，并不断进行着改造和更新，以适应人们日益增加的需求。配电网自动化是供电稳定和高质量的重要条件之一，但是随着配电网自动化系统运作的常态化，其出现故障的现象越来越频繁，为了保证配电网系统的正常、安全运行，形成科学而快捷的故障处理模式十分重要。目前，现有应用有几种故障处理模式，本身也存在各自的优点和缺点。对这几种模式进行科学的分析并正确的运用是很必要的。
配电网自动化技术起源于上个世纪90年代，是通讯技术、网络信息技术以及电力系统的有效结合的一种系统技术，配电网自动化大大改善了电力系统的运作模式，该系统技术可以充分利用相关的技术和设备实现配电网的控制、检测和保护工作，这种技术在一定程度上又可以保证电力系统的正常运行，这不仅节省了资源成本，还避免了人工操作模式带来的不稳定性，实现了配电网高效运行的目的。对于配电网来说，实现自动化意义重大，其自动化系统中的数据采集和监控功能，通过系统中的电流、电压和电能量等方式来完成监测数据，并对数据进行有效的采集，然后进行跟踪反馈给系统管理员，这种智能化的操作可以确保电力系统的信息得到及时收集。此外，自动化系统的监控功能还能够记录电力系统中故障路线情况，并且能够准确的定位，这对工作人员及时查找系统故障，及时解决故障，保证电力系统尽快的正常工作起到了重要作用。值得一提的是，配电网自动化技术具有自动校时的功能，对电力系统的稳定性和供电质量都有十分重要的意义。
目前，虽然我国的配电网自动化技术发展非常快，而且因实际国情问题，配电网自动化规模也比较大，但是其在电力系统运行中也存在不少问题亟待改善，特别是配电网故障处理模式。
重合器的典型系统如图1所示，B处是重合器，S处是分段器，一般而言，B0如果处于开环运行状态，需要断开。重合器切除短路的电流，而S处的分段器无法切断电流，它只具备关合电流的能力。
图1 重合器系统
对于这样的模式，一般情况下，每台的开关都会预先设定重合次数，如果开关重合次数达到设定值的上线，开关则会分闸，闭锁为了把故障进行隔离，便会自动合闸。分段器的分合功能是否启用会根据由线路的电压而定，无电流通过时，开关分闸，来电后合闸。对于图1中所示的重合器系统，如果把B1、B2的重合次数值设置为3次，B0次数值设置为2次，S1、S2各设置为2次，S2、S4设置为1次，如果F1发生了永久性故障，各处的开关动作时序便如图2所示。
图2 方法1开关动作时序图
对于这样的模式，每台开关都会设置延时合闸时间t3和电流检测时间t2，主要是因为系统的电压信号，开关检测需要延时到t3才能实现合闸，然后开关开始检测这段时间内的电流（t2时间段内的电流），如果检测到故障电流信号，则说明故障在该范围内，这个时候开关会对故障设置一个标志并处理，同时，还会隔离出这个故障区域，其中，此种方法需要保证开关配合是下级开关延时合闸t3大于电流检测时间t2。如图1中如果F1发生故障，各类开关的动作时序如图3所示。
图3 方法2开关动作时序图
由于随着技术的不断发展，重合器价格也随之降低，重合器与重合器配合为馈线自动化新的手段，这种配合主要是通过重合器之间的动作曲线时间差来实现，如果发生故障，重合器距离最短的开关会首先切除，这样就可以减小停电的时间和范围。而且配电网中的故障发生往往是瞬间的事情，一般情况下，一次重合成功率大概在85%左右，二次则有90%，如果把重合器的重合次数设置为2次，则可以增加它的成功机会，例如在图1中，如果分段器处的开关都用重合器，当F1发生故障时，开关动作时序图如4所示。
图4 方法3开关动作时序图
如果馈线网络发生了相间故障，那么在这个时候安装在开关内的FTU会立即启动，并且根据故障发生的情况来判断自身功率的方向，再经过总线和相邻的FTU实现通讯，从而来确定故障发生的范围，这个时间内该范围两端的开关会跳开，这样故障区域才被隔离开来。这种方法优势比较明显，如可以一次性的处理故障，并且会非常及时快速，可以保证供电稳定性，大大提高供电质量。此外，这个方法还能把故障集中在故障区域内，而不会扰乱无故障发生的范围。最后，如果系统保护功能全部放到FTU内的话，这样则不用配电主站、配电子站的配合，就可以很好的处理故障。
对于这种故障处理模式，需要在各路开关上安装FTU，FTU的主要作用即是收集相应柱上开关负荷、功率等运行状态的信息以及开关的位置所在点，FTU采集信息后通过通信网络传送给配电网自动化技术中心。这种主站监控的故障处理实际上是以集中控制为中心，也包含了电流保护、RTU遥控以及重合闸等各个作用，并且这一故障处理方案可以将故障尽可能的快速切除，把故障隔离的时间十分段，这也对快速恢复供电有着至关重要的作用。基于主站监控的馈线故障处理方案是目前故障处理的主要方案，该方案将馈线保护集合在配点的监控系统内，在系统区域内进行故障隔离，切除故障，进而快速恢复供电，大大增加了供电的稳定性和高质量。
以上详述的三种故障处理模式都是目前常见的应用方案，也都有自己的优点所在，但是仍有不少需要更新改进的地方。随着配电网自动化技术的不断发展，故障处理模式必将也会更加的智能、准确、系统，并形成一种完备科学并合理的故障处理新模式，不过这需要在具体的应用中，慢慢的发现问题，解决问题，进而完善模式。
“手拉手”环网是目前我国10kV馈线的主要供电结构之一，在双电源的手拉手环网结构中，如果主干线发生了故障，那么，在变电站中的出线断路器会马上断开电源，进而快速把故障电流切除，这个时候，配电网的自动化系统便会根据故障提示器来查找故障范围，并开始对出现的故障进行检测，一旦寻找到故障的准确位置，就立即自动把故障隔离。值得注意的是，如果故障的发生地在出线开关的附近，这时则需要把变电站的出线开关关闭，以保证正常区域内的供电可靠性。另外，如果故障发生在电源点上，则应该将对应线路的开关跳开，隔离线路区域，关闭联络开关，这样才能保证供电的路线快速恢复。
在一些大城市地区，对于供电量需求比较大，为了能够充分提高线路的利用率，需要多分段多联络配电网，比如3分段3联络配电网，如果在B和C的范围内发生故障，并且合闸断路器重合且在故障之后又一次出现跳闸，对于这种情况的发生，就应该对故障点进行有效的隔离，还需要尽快恢复非故障区域的正常供电。
综上所述，想要快速处理配电网自动化中的故障，最关键的是企业需要对故障处理模式进行合理科学的分析并正确的应用，这样才能保证配电网平稳安全运作，提高供电质量和可靠性，实现企业的快速发展，促进国家经济的持续增长。
参考文献：
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Analysis and Application of Fault Handling Mode in Distribution Automation
FANG Yuyi
（Foshan Electric Power Design Institute Co Ltd，Foshan 528200，China）
Abstract：At present stage，with the rapid development of China's economy，the national information technology has also been greatly improved，and the distribution automation technology in the power system is also more widely used.As everyone knows，all kinds of fault prone distribution network in electric power system operation process，especially with the improvement of people's living standard，the demand for electricity increases gradually，automation technology of distribution network fault situation is more common，this paper introduces several common failure mode and it’s the application of distribution network automation.
Keywords：distribution automation；fault handling mode analysis；application
中图分类号：TM762
文献标识码：A
文章编号：2096-4706（2017）01-0039-03
收稿日期：2017-06-12
作者简介：方玉艺（1986.10—），女，广东揭阳人，大学本科，中级工程师。研究方向：电气自动化。
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