配网自动化开关故障原因及处理措施

严惠钦

摘要：文章首先介绍配网自动化故障处理技术的意义，通过10kV龙庆线跳闸故障案例分析故障原因及存在的问题，最后提出了配电网自动化开关故障处理措施。

关键词：配网；自动化开关；故障分析；处理措施

引言

    配网自动化开关不仅包括各种动作开关、传感器等，还涉及配网运行中的保护装置和通信设备，是配电调度和智能管理的重中之重。受环境因素、技术因素等影响，自动化开关运行过程中很容易出现装置老化、零件损坏等造成的误动、拒动等，造成配网安全系数大打折扣。必须结合具体问题开展配网自动化开关的科学保护和有效运维，以延长配网自动化开关的使用寿命，提升其安全效益和经济效益。

1 配网自动化故障处理技术的意义

    配网自动化主要是应用电子技术、通信技术、计算机技术自动控制技术以及新型的高性能配电设备对配电网进行监管，保证配电网能够处在安全、高效率的运行状态。配网自动化故障处理技术作为当前智能信息化时代的产物，能够使用自动化技术检测出配电网中的故障，并对故障进行分析和研究，除此之外，还会在故障严重时发出警报信号，自行对故障进行初步限制，能够避免故障继续扩散。这种技术能够为用户提供可靠性较高的供电服务，从而降低处理事故的时间，进一步提高企业的经济效益。不仅如此，还可以对配电网的稳定进行充分保障，如果配电网产生故障，配网自动化故障处理技术也能够缩小故障范围，对配电系统的工作效率进行提高。

2 配网自动化开关故障分析

2. 1 故障概况

    配网自动化开关使用过程中非常容易出现由开关老化、人为操作失误、恶劣环境影响等造成的电力故障，严重时甚至造成大面积断电。2021年03月15日***局35kV***站10kV龙庆线跳闸。

2.2 基本信息

2.2.1故障基本信息：

县（区）局	变电站	线路	变电站开关重合闸情况	时间	巡线确认的故障点
***局	35kV***站	10kV龙庆线	过流动作重合成功	2021-03-15 11:08	10kV龙庆线办表支线#84-#85杆段线路因村民前段时间坎树时遗留树干被大风吹倒触碰裸导线导致线路跳闸。

2.2.2 故障涉及自动化开关基本信息：

终端序号	终端名称	终端类型	设备厂家	保护/逻辑	开关类型	是否定位准确	配网开关动作情况	配网开关动作是否正确
1	10kV龙庆线#25塔25T1开关	三遥	宏秀电气	逻辑	负荷开关	——	短时闭锁分闸	是
2	10kV龙庆线办表支线#45塔45T1开关	三遥	宏秀电气	逻辑	负荷开关	——	闭锁合闸	是
3	10kV龙庆线办表支线#83杆83T1开关	三遥	宏秀电气	逻辑	负荷开关	——	电池老化致保护装置未动作	否

2.3接线方式

接线方式如图1所示。

 

 

图1 接线方式

3.自动化终端定位情况

3.1沿线开关保护配置情况

10kV龙庆线主线第一分段开关#25塔25T1开关投入电压时间型逻辑功能；办表支线在主干线#28塔处T接，办表支线#45塔45T1开关、#83杆83T1开关投入电压时间型逻辑功能。

3.2定位情况判断

2021年03月15日35kV***变电站10kV龙庆线过流动作跳闸，启动二次重合闸，重合成功。10kV龙庆线负荷开关#25塔25T1开关合位，办表支线#45塔45T1开关分位，办表支线#83杆83T1开关合位。

供电所巡线发现故障为10kV龙庆线办表支线#84-#85杆段线路因村民前段时间坎树时遗留树干被大风吹倒触碰裸导线导致线路跳闸。故障点位于办表支线#83杆83T1开关后段，而故障中办表支线83T1开关无动作，导致扩大了停电范围。

3.3判断依据

系统查询龙庆线自动化终端SOE数据（主站系统报文）以及现场终端报文（因各装置时间不一致，根据线路失压报文时间将各终端时间换算至10kV龙庆线自动化装置时间）

11:08:36   10kV龙庆线702开关过流动作，开关分闸

11:08:46   10kV龙庆线25T1开关、办表支线45T1开关失电分闸；办表支线83T1开无任何报文上送

11:08:52   10kV龙庆线702开关重合闸动作，开关合闸

11:08:59   10kV龙庆线25T1开关，得电合闸

11:09:07   10kV龙庆线办表支线45T1开关，得电合闸

11:09:07   10kV龙庆线702开关过流动作，开关分闸

11:09:08   10kV龙庆线办表支线45T1开关合到故障，触发短时闭锁分闸；25T1开关触发短时闭锁分闸，开关处于合位；

11:12:08   10kV龙庆线702开关重合闸动作，开关合闸，恢复办表支线45T1开关前段线路供电。

4.故障情况分析

（1）10kV龙庆线702开关第一次过流动作跳闸，25T1开关、办表支线45T1开关均执行失电分闸，且均上送“过流告警”信号；办表支线83T1开关无任何报文。

（2）10kV龙庆线702开关第一次重合线路，25T1开关得电合闸后，继而办表支线45T1开关得电合闸，因为故障存在，所以719开关第二次过流动作跳闸，同时办表支线45T1开关因合到故障，执行闭锁合闸功能；25T1开关启动短时闭锁分闸，开关处于合闸位置。

（3）10kV龙庆线702开关第二次重合线路成功，恢复办表支线45T1开关前段线路供电。办表支线45T1开关分闸隔离其后段故障。

供电所巡线发现，故障点为10kV龙庆线办表支线#84-#85杆段线路因村民前段时间坎树时遗留树干被大风吹倒触碰裸导线导致线路跳闸。故障点位于办表支线83T1开关后段，而故障中办表支线83T1开关无任何报文上送，推断办表支线83T1开关无动作，导致扩大了停电范围。

5.故障原因

因龙庆线办表支线83T1开关无任何报文上送，配网综合班到场核查，发现83T1开关不能正确动作是电池老化、失效导致。当线路故障跳闸，线路失压后自动化开关电池失效，造成自动化终端自动关机，不能动作隔离故障，如图2所示。

 

图2 龙庆线办表支线83T1开关电池电压

6.存在问题

****片区自动化开关90%是2017年设备，周期已超3年，电池老化严重。当线路发生跳闸故障线路失压后，自动化开关需由直流系统进行供电，若电池老化失效将直接影响设备正确动作；如果设备为专网通信将会造成光路后段自动化设备通信中断。建议对周期已超3年的电池进行整体更换，否则2021年自动化设备动作正确率存在大幅下降的可能。

7配电网自动化开关故障处理措施

7. 1 故障处理

( 1) 设计优化。

    为保证配网自动化开关安全、稳定运行，在配网自动化开关设置时首先要对开关参数

、指标等进行检查，确定其满足设计规范和安全需求后方可投入使用。若检测过程中出现规格不符、触点不灵敏等问题，应及时进行更换; 其次，要设置好跳闸程序或控制电缆，确保配网自动化开关准确动作。必要时还可以增加馈线终端智能监测装置，利用配网终端实现远程实时监控，并配合电力调度和投切装置，在配网自动化开关故障后能够第一时间完成相应动作保护，从而最大限度缩小由配网自动化开关故障引起的停电范围。

( 2) 装置保护。

    配电网自动化开关运行过程中应针对运行环境做好安全防范，尤其是在高温、暴雨等恶劣天气频发地区，要做好防护装置的设置。如雷电频发地区可在避雷针基础上增加接地网、

扩大线路间距; 线路积尘较为严重区域应及时清理，更换线路或设备，保证其正常运行; 潮湿区域需安装干燥装置，必要时适当通风; 尽量在气候恶劣区域选用耐压等级高的绝缘子，按需求提升绝缘护套性能等。

    针对上述调查地区气候情况，在配网自动化开关故障处理时人员主要增加避雷器和防尘罩，由专业检修人员定期检查和清理，确定配网线路及装置绝缘性能，以保证配网自动化开关安全、稳定运行。

( 3) 规范操作。

    要进一步加大配网运维和管理人员技术培训，通过专题讲座、实践培训等确保人员能够严格依照规范开展对应自动化开关操作，避免自动化开关在高压带电情况下暴力闭合，致使过流造成开关烧毁; 自动化开关手动投切过程中操作失误致使相间短路，造成装置击穿等。

除此之外，在配网自动化开关故障处理过程中还需做好闭锁保护，利用闭锁装置实现过流、过压等的保护，减少由自动化开关问题引起的区域断电。如可将电磁锁安装在接地侧刀闸操作孔上，利用新增装置降低周围磁场对自动化开关性能的影响，使其运行更加灵敏，从根本上提升配网的安全系数和可靠性能。

( 4) 智能监测。

    配网自动化开关运行维护工作量较为庞大，为在全面监测基础上减少人工投入，可利用智能配网监测体系形成基础框架，在该系统中增设 IED 状态监测模块，利用传感器、感应装置等分析自动化开关的机械特性、热特性、绝缘特性等，配合智能监测系统中的各项配网运行状态数据，分析自动化开关是否存在异常。

    上述监测过程中可通过嵌入式安装将电流、电压、行程等传感器装入配网自动化开关线路中，并配合开关装置表面的温度传感器、环境中的湿度传感器、SF6传感器等，确定状态参数、环境参数等是否正常。若超过配网状态监测系统中的安全阈值，此时IED模块向 DTU

模块发送告警信息，在三维显示和声音告警基础上展示配网自动化开关位置、状态数据，为后续自动化开关运行维护提供有效参考。

8 结束语

    综上所述，配网自动化故障处理技术对于配电网非常重要，配网自动化故障处理技术能够直接决定供电的稳定和安全。因此，电力企业应当对配网自动化故障处理技术进行研究和分析，并对其不断进行完善和优化，以此来提高电力企业的供电质量，使人们能够感受到良好的供电服务，进而推动中国电力行业的发展。

参考文献

［1］贾宁和.配网自动化关键技术风险分析及控制措施研究［J］.通信电源技术，2020，37

（6）：129-130.

［2］陈宇浩.配网自动化的关键技术分析及运行维护［J］.电子技术与软件工程，2020（12）：

109-110.

［3］郑旭海.基于配网自动化技术的调度运行实践［D］.广州：广东工业大学，2019.

［4］陈修涵．配网自动化开关故障处理及运行维护［J］． 装备维修技术，2020( 2) : 120 + 130．

［5］郑奕彬． 10kV配网柱上自动化开关及其在农网中的应用［J］．科学技术创新，2019

( 31) : 152－153．