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摘 要：随着时代科技的不断进步发展，对电力系统加工生产也产生了巨大的变革影响，越来越多的自动化、智能化、信息化设备被广泛应用于城市配电系统当中，电力工作人员可以通过远程操作控制开关，实现对城市用电的自动化配送。而自动化的配电系统也不是万无一失的，也存在着一定的安全隐患，本文对城市配电系统自动化及故障处理方式作出了相关研究探讨。
关键词：城市配电系统 自动化 故障处理 信息化设备
中图分类号：TM76 文献标识码：A文章编号：1674-098X（2021）04（b）-0074-03
Application of Urban Power Distribution System Automation and Fault Handling Methods
ZHANG Jingjing
（State Grid Nari Nanjing Control System Co.， Ltd.， Nanjing， Jiangsu Province， 211106 China）
Abstract： With the continuous advancement and development of science and technology of the times， it has also had a huge impact on the processing and production of power systems. More and more automated， intelligent， and information equipment are widely used in urban power distribution systems. Personnel can remotely operate the control switch to realize the automatic distribution of urban electricity. The automated power distribution system is not foolproof， and there are certain safety hazards. In this article， based on my own practical work experience， the author makes relevant research and discussion on urban power distribution system automation and fault handling methods.
Key Words： Urban power distribution system; Automation; Fault handling; Information equipment
電力作为现代城市中不可或缺的一种动力能源，伴随着城市化进程的不断发展，家庭用电需量也在不断增加，而这对城市配电系统的供电质量和供电安全可靠性提出了更高的要求。虽然现下我国城市配电网系统基本实现了自动化，但在实际配电过程中还是会存在着各种隐患因素，而导致自动化配电系统出现故障，影响企业居民的用电，因此在新时期深化电力企业改革的背景下，能够及时对城市配电系统自动化故障作出有效的研究处理十分必要。
1 城市配电系统自动化的构成
城市配电系统自动化主要是由两部分组成，分别是信息采集系统和馈线自动化，首先，信息采集系统的构成比较复杂，由配电主站层、子站层和终端设备层组成：（1）配电主站层，可从不同的子站层收集获取数据信息，并对配电系统进行整体的控制和监视，这样就可以全面地监控配电网的运行状态，及时对供电故障情况作出诊断，并对故障区与非故障区进行隔离，以此更好地保障城市配电系统供电质量。（2）配电子站层，由于现代城市配电系统覆盖面较大、通信端口较多，因此配电系统所采集到的信息，往往不能直接传输到主站层，为减轻主站层的运行负荷，就会通过配电子站层先去收集配电区域的信息，然后经过子站层的处理，再将信息统一传输到主站层，然后由主站层对运行情况进行统一监控，再将相关的命令信息反馈给终端设备层，实现自动化调度[1]。（3）终端设备层，一般是由FTU、DTU等构成，主要负责配电系统的数据采集和控制工作，并执行主站层和子站层发送的命令，而终端设备的运行情况，直接关乎城市配电系统的运行状态。具体如图1所示。
其次，馈线自动化，在当下的城市配电系统自动化中，馈线自动化是重要的组成部分，其主要的功能就是控制和采集，可对过错方的配电电压、馈线电流、开关状态做出监控，从而实现城市配电系统自动化线路开关的自动开/合闸功能。此外，若是城市配电系统出现负荷分布不均的情况，也可以通过馈线自动化均衡负荷，同时，馈线自动化还可以及时对线路中的运行故障自动切除，将故障区进行隔离，这样就可以有效避免故障扩大造成瘫痪，从而为城市配电系统自动化的优化运行提供保障。
2 城市配电系统自动化故障原因
与传统人工控制配电方式相比，自动化配电系统通过信息采集系统和馈线自动化，可以自动对配电系统的运行情况作出检测，很大程度可以保障城市配电系统运行安全，但在实际运行过程中，还是不可避免会出现一些抗力因素，而引发城市配电系统自动化故障问题。如主变压故障及110kV进线失压故障，由于瓦斯保护动作及主变差动跳闸，引发110kV进线失压保护动作，从而造成城市配电系统自动化故障。框架保护动作故障，通常表现在电流型框架保护当中，从而导致直流进线开关和交流进线开关出现跳闸，从而诱发城市配电系统自动化故障问题[2]。此外，环网电缆故障，这也是非常常见的一种城市配电系统自动化故障，若是出现该故障可诱发线路差动保护动作，并导致线路跳闸，同时若是发生故障的电缆进线，就会使变电所35kV母线开关出现自投，从而诱发城市配电系统自动化故障。而造成这些多样故障问题的原因有很多，包括操作不当原因、自动化程度低、配电系统设备落后、管理制度不健全等。为更好地保障城市配电系统自动化稳健运行，有必要对这些城市配电系统自动化故障问题进行有效处理。 3 城市配电系统自动化故障处理方式的应用
3.1 大力推进城市配电系统改造
我国城市配电系统自动化程度还有待提高，进一步对城市配电系统做出升级改造，缩减与发达国家电力工业之间的差距，是有效解决配电系统故障的根本。但需要注意的是，由于城市配电系统改造是一项工程量大、系统复杂的工作，为此，本文建议今后城市配电网系统建设，应结合城市发展情况，合理有序地做出改造，适度地增加城市配电网的传输容量，在确保安全、高效运行的基础上，不断地提升城市配电网的供电质量，优化城市自动化配电网结构[3]。如要有序地将城市配电网改造成环网结构，同时加大对创新技术的投入使用，若是遇到电网线路装置故障，应在保障配电网络安全的基础上，安装各类故障检测设备。在这个过程中，可以使用智能型就地故障检测设备，对电缆故障进行查询，同时大力推进检修进程，将电网损耗降到最低。而在进行城市配电系统改造的过程中，应尽可能地交由技术娴熟的工作人员完成，这样可以更好地推进城市配电系统自动化进程，从本质上解决故障问题的发生。
3.2 应用综合检修技术查找故障
城市配电系统自动化故障复杂多样，若要更好地处理故障，在实际检修的过程中，应用综合检修技术查找故障，本文做出以下几个方面的建议。首先，电源故障检修法。一般情况下，城市配电系统自动化很少出现因自身原因而引发的故障，因此可以优先对电源故障进行检查，检查系统电源是否出现接触板故障，是否存在电源电压波动、熔断器断裂故障等，以此对城市配电系统自动化故障快速检修。其次，整体故障分析法。间隔部分、通信部分、站控部分形成了城市配电系统自动化，工作在对故障进行检修时，应结合工作经验，了解城市配电系统自动化的不同构成部分和运转原理，从整体分析，及时查找出故障所在，并针对性地做出处理[4]。再次，查看通讯线路找出故障。城市配电系统自动化大多运用光纤作为数据传输线缆，若是线缆松动或者剪断，也很容易导致城市配电系统自动化故障，因此在进行检修时，可以将网线插头拔出，并重新进行连接，若是发现线缆断线，应重新固定连接。最后，跟踪信号故障检测。城市配电系统自动化是通过数据的传输、收集、采集完成，信号故障也是导致城市配电系统自动化故障的重要原因，对此可以借助一些专业的检修仪器，对信号进行探侧，以此及时作出检修处理。
3.3 做好信息和安全控制工作
城市配电系统自动化覆盖范围交广，若要有效规避城市配电系统自动化故障，就必须要从源头上做好信息和安全控制工作。其中信息管控是城市配电系统自动化的基本功能，可对城市配电系统的信息数据实时收集，为操作人员自动化操作提供依据，要保障城市配电系统自动化信息储存系统处于随时更新的状态，可对监控数据实时接收、筛选、分类、储存，这样若是后续配电网系统出现故障，就可以第一时间做出处置，发送正确的处置命令，实现对配电状态的合理管控，高效、便捷地处理故障。为此在配电系统管理储存信息后，及时对运行情况做出汇总，在出现故障前，就及时地发送预警信号，并做出合理有效地处置。总之，高效的信息管控功能，是防止城市配电系统自动化故障的关键，为避免城市配电系统自动化故障，就必须要加强信息管控工作，做好信息和安全控制，这样才能更好地提升配电系统的自动运行效率，维护城市配电系统自动化运行安全。
3.4 优化配电网的接线方式
城市配电系统结构在不同地区的负荷各有不同，因此故障处理方式也有很大的差异，在实际处理过程中，应该做到因地制宜，根据电网接线方式，合理地做出故障处理。如两条电线“手拉手”的接线方式是一种最常见的配电网接线方式，这种接线方式具有接线简单，调度灵活的特点，当一条线路出现故障，停电线路检修可以通过联通开关操作，短时间恢复供电[5]。此外，还可以通过安装分段开关的方式，将整个线路划分成若干个区段，这样其中一个区段发生故障，也可以通过自动化调度控制，将故障区与非故障区进行区分，从而使非故障区可以快速通电，这样就更好保障了城市配电系统自动化的安全性。但需要注意的是，对于一些负荷集中，且对供电可靠性要求比较高的区域，或者线路走线受到一定限制的区域，就可以采用三线两站、三线三站的方式进行接线，以此形成一个“Y”形线路，这样可以更好的保障城市配电系统自动化稳固运行。
3.5 有效规避故障装置检修不当操作
城市配电系统自动化故障处理与检修工作人员操作和检修不当有很大的关系，因此为更好地保障城市配电系统自动化可靠性运行，采取有效的措施规避故障装置检修不当操作十分必要，本文建议从两个方面入手。首先，加强对城市配电系统自动化检修工作人员的培训教育工作，应定期组织内部培训，帮助他们提升工作认识，了解先进前沿的城市配电系统自动化检修技术，明确城市配电系统自动化的构造结构和原理，以此确保在发生故障时，可以快速做出检修，并在日常工作中有序工作[6]。其次，构建完善的责任制度，明确城市配电系统自动化故障检修规划流程，确保工作人员在实际工作中可以认真遵守。同时要通过有效的奖惩制度，提升检修人员的责任心，有效规避故障装置检修不当操作。
4 结语
城市配电系统自动化稳固运行，对城市用电质量有着直接的影响，在新时期背景下，城市用电量不断增加，虽然自动化的配电系统装置可以最大限度地对故障进行检测，但在实际运行过程中，还是有很多不可抗力的因素，会导致城市配电系统自动化故障，因此为更好提升城市配电系统自动化供电质量，今后还需不断对城市配电系统自动化及故障处理方式做出深化研究。
参考文献
[1] 田方媛.配电系统发展狀况评估及故障诊断研究[D].杭州：浙江大学，2017.
[2] 李楚.智能变电站继电保护系统的工程实践[D].郑州：郑州大学，2018.
[3] 付俊虎.城市网格化智能配电网规划研究[D].济南：山东大学，2019.
[4] 张宏伟.城市配电网项目EPC模式风险管理问题研究[D].华北电力大学（北京），2017.
[5] 孙小涵.提升城市配角电网韧性的研究[D].北京：北京交通大学，2019.
[6] 马乐.配电网供电可靠性分析及提高措施研究[D].北京：华北电力大学，2016.
关键词：城市配电系统 自动化 故障处理 信息化设备
中图分类号：TM76 文献标识码：A文章编号：1674-098X（2021）04（b）-0074-03
Application of Urban Power Distribution System Automation and Fault Handling Methods
ZHANG Jingjing
（State Grid Nari Nanjing Control System Co.， Ltd.， Nanjing， Jiangsu Province， 211106 China）
Abstract： With the continuous advancement and development of science and technology of the times， it has also had a huge impact on the processing and production of power systems. More and more automated， intelligent， and information equipment are widely used in urban power distribution systems. Personnel can remotely operate the control switch to realize the automatic distribution of urban electricity. The automated power distribution system is not foolproof， and there are certain safety hazards. In this article， based on my own practical work experience， the author makes relevant research and discussion on urban power distribution system automation and fault handling methods.
Key Words： Urban power distribution system; Automation; Fault handling; Information equipment
電力作为现代城市中不可或缺的一种动力能源，伴随着城市化进程的不断发展，家庭用电需量也在不断增加，而这对城市配电系统的供电质量和供电安全可靠性提出了更高的要求。虽然现下我国城市配电网系统基本实现了自动化，但在实际配电过程中还是会存在着各种隐患因素，而导致自动化配电系统出现故障，影响企业居民的用电，因此在新时期深化电力企业改革的背景下，能够及时对城市配电系统自动化故障作出有效的研究处理十分必要。
1 城市配电系统自动化的构成
城市配电系统自动化主要是由两部分组成，分别是信息采集系统和馈线自动化，首先，信息采集系统的构成比较复杂，由配电主站层、子站层和终端设备层组成：（1）配电主站层，可从不同的子站层收集获取数据信息，并对配电系统进行整体的控制和监视，这样就可以全面地监控配电网的运行状态，及时对供电故障情况作出诊断，并对故障区与非故障区进行隔离，以此更好地保障城市配电系统供电质量。（2）配电子站层，由于现代城市配电系统覆盖面较大、通信端口较多，因此配电系统所采集到的信息，往往不能直接传输到主站层，为减轻主站层的运行负荷，就会通过配电子站层先去收集配电区域的信息，然后经过子站层的处理，再将信息统一传输到主站层，然后由主站层对运行情况进行统一监控，再将相关的命令信息反馈给终端设备层，实现自动化调度[1]。（3）终端设备层，一般是由FTU、DTU等构成，主要负责配电系统的数据采集和控制工作，并执行主站层和子站层发送的命令，而终端设备的运行情况，直接关乎城市配电系统的运行状态。具体如图1所示。
其次，馈线自动化，在当下的城市配电系统自动化中，馈线自动化是重要的组成部分，其主要的功能就是控制和采集，可对过错方的配电电压、馈线电流、开关状态做出监控，从而实现城市配电系统自动化线路开关的自动开/合闸功能。此外，若是城市配电系统出现负荷分布不均的情况，也可以通过馈线自动化均衡负荷，同时，馈线自动化还可以及时对线路中的运行故障自动切除，将故障区进行隔离，这样就可以有效避免故障扩大造成瘫痪，从而为城市配电系统自动化的优化运行提供保障。
2 城市配电系统自动化故障原因
与传统人工控制配电方式相比，自动化配电系统通过信息采集系统和馈线自动化，可以自动对配电系统的运行情况作出检测，很大程度可以保障城市配电系统运行安全，但在实际运行过程中，还是不可避免会出现一些抗力因素，而引发城市配电系统自动化故障问题。如主变压故障及110kV进线失压故障，由于瓦斯保护动作及主变差动跳闸，引发110kV进线失压保护动作，从而造成城市配电系统自动化故障。框架保护动作故障，通常表现在电流型框架保护当中，从而导致直流进线开关和交流进线开关出现跳闸，从而诱发城市配电系统自动化故障问题[2]。此外，环网电缆故障，这也是非常常见的一种城市配电系统自动化故障，若是出现该故障可诱发线路差动保护动作，并导致线路跳闸，同时若是发生故障的电缆进线，就会使变电所35kV母线开关出现自投，从而诱发城市配电系统自动化故障。而造成这些多样故障问题的原因有很多，包括操作不当原因、自动化程度低、配电系统设备落后、管理制度不健全等。为更好地保障城市配电系统自动化稳健运行，有必要对这些城市配电系统自动化故障问题进行有效处理。 3 城市配电系统自动化故障处理方式的应用
3.1 大力推进城市配电系统改造
我国城市配电系统自动化程度还有待提高，进一步对城市配电系统做出升级改造，缩减与发达国家电力工业之间的差距，是有效解决配电系统故障的根本。但需要注意的是，由于城市配电系统改造是一项工程量大、系统复杂的工作，为此，本文建议今后城市配电网系统建设，应结合城市发展情况，合理有序地做出改造，适度地增加城市配电网的传输容量，在确保安全、高效运行的基础上，不断地提升城市配电网的供电质量，优化城市自动化配电网结构[3]。如要有序地将城市配电网改造成环网结构，同时加大对创新技术的投入使用，若是遇到电网线路装置故障，应在保障配电网络安全的基础上，安装各类故障检测设备。在这个过程中，可以使用智能型就地故障检测设备，对电缆故障进行查询，同时大力推进检修进程，将电网损耗降到最低。而在进行城市配电系统改造的过程中，应尽可能地交由技术娴熟的工作人员完成，这样可以更好地推进城市配电系统自动化进程，从本质上解决故障问题的发生。
3.2 应用综合检修技术查找故障
城市配电系统自动化故障复杂多样，若要更好地处理故障，在实际检修的过程中，应用综合检修技术查找故障，本文做出以下几个方面的建议。首先，电源故障检修法。一般情况下，城市配电系统自动化很少出现因自身原因而引发的故障，因此可以优先对电源故障进行检查，检查系统电源是否出现接触板故障，是否存在电源电压波动、熔断器断裂故障等，以此对城市配电系统自动化故障快速检修。其次，整体故障分析法。间隔部分、通信部分、站控部分形成了城市配电系统自动化，工作在对故障进行检修时，应结合工作经验，了解城市配电系统自动化的不同构成部分和运转原理，从整体分析，及时查找出故障所在，并针对性地做出处理[4]。再次，查看通讯线路找出故障。城市配电系统自动化大多运用光纤作为数据传输线缆，若是线缆松动或者剪断，也很容易导致城市配电系统自动化故障，因此在进行检修时，可以将网线插头拔出，并重新进行连接，若是发现线缆断线，应重新固定连接。最后，跟踪信号故障检测。城市配电系统自动化是通过数据的传输、收集、采集完成，信号故障也是导致城市配电系统自动化故障的重要原因，对此可以借助一些专业的检修仪器，对信号进行探侧，以此及时作出检修处理。
3.3 做好信息和安全控制工作
城市配电系统自动化覆盖范围交广，若要有效规避城市配电系统自动化故障，就必须要从源头上做好信息和安全控制工作。其中信息管控是城市配电系统自动化的基本功能，可对城市配电系统的信息数据实时收集，为操作人员自动化操作提供依据，要保障城市配电系统自动化信息储存系统处于随时更新的状态，可对监控数据实时接收、筛选、分类、储存，这样若是后续配电网系统出现故障，就可以第一时间做出处置，发送正确的处置命令，实现对配电状态的合理管控，高效、便捷地处理故障。为此在配电系统管理储存信息后，及时对运行情况做出汇总，在出现故障前，就及时地发送预警信号，并做出合理有效地处置。总之，高效的信息管控功能，是防止城市配电系统自动化故障的关键，为避免城市配电系统自动化故障，就必须要加强信息管控工作，做好信息和安全控制，这样才能更好地提升配电系统的自动运行效率，维护城市配电系统自动化运行安全。
3.4 优化配电网的接线方式
城市配电系统结构在不同地区的负荷各有不同，因此故障处理方式也有很大的差异，在实际处理过程中，应该做到因地制宜，根据电网接线方式，合理地做出故障处理。如两条电线“手拉手”的接线方式是一种最常见的配电网接线方式，这种接线方式具有接线简单，调度灵活的特点，当一条线路出现故障，停电线路检修可以通过联通开关操作，短时间恢复供电[5]。此外，还可以通过安装分段开关的方式，将整个线路划分成若干个区段，这样其中一个区段发生故障，也可以通过自动化调度控制，将故障区与非故障区进行区分，从而使非故障区可以快速通电，这样就更好保障了城市配电系统自动化的安全性。但需要注意的是，对于一些负荷集中，且对供电可靠性要求比较高的区域，或者线路走线受到一定限制的区域，就可以采用三线两站、三线三站的方式进行接线，以此形成一个“Y”形线路，这样可以更好的保障城市配电系统自动化稳固运行。
3.5 有效规避故障装置检修不当操作
城市配电系统自动化故障处理与检修工作人员操作和检修不当有很大的关系，因此为更好地保障城市配电系统自动化可靠性运行，采取有效的措施规避故障装置检修不当操作十分必要，本文建议从两个方面入手。首先，加强对城市配电系统自动化检修工作人员的培训教育工作，应定期组织内部培训，帮助他们提升工作认识，了解先进前沿的城市配电系统自动化检修技术，明确城市配电系统自动化的构造结构和原理，以此确保在发生故障时，可以快速做出检修，并在日常工作中有序工作[6]。其次，构建完善的责任制度，明确城市配电系统自动化故障检修规划流程，确保工作人员在实际工作中可以认真遵守。同时要通过有效的奖惩制度，提升检修人员的责任心，有效规避故障装置检修不当操作。
4 结语
城市配电系统自动化稳固运行，对城市用电质量有着直接的影响，在新时期背景下，城市用电量不断增加，虽然自动化的配电系统装置可以最大限度地对故障进行检测，但在实际运行过程中，还是有很多不可抗力的因素，会导致城市配电系统自动化故障，因此为更好提升城市配电系统自动化供电质量，今后还需不断对城市配电系统自动化及故障处理方式做出深化研究。
参考文献
[1] 田方媛.配电系统发展狀况评估及故障诊断研究[D].杭州：浙江大学，2017.
[2] 李楚.智能变电站继电保护系统的工程实践[D].郑州：郑州大学，2018.
[3] 付俊虎.城市网格化智能配电网规划研究[D].济南：山东大学，2019.
[4] 张宏伟.城市配电网项目EPC模式风险管理问题研究[D].华北电力大学（北京），2017.
[5] 孙小涵.提升城市配角电网韧性的研究[D].北京：北京交通大学，2019.
[6] 马乐.配电网供电可靠性分析及提高措施研究[D].北京：华北电力大学，2016.