摘要：配电网作为输配电系统的最后环节，其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。当前，很多电力公司的配电自动化水平得到一定的提高，获得了不错的成绩。通过集成利用各类现代化技术，包括模拟技术、控制技术、通信技术等，实现了配电设备运行状态的实时化监测、快速故障诊断、可靠保护等。现针对电力系统配电自动化及其故障处理相关内容，展开具体的论述，展望配电自动化技术的发展。

关键词：电力系统；配电自动化；故障处理

新时期，电力需求不断增加，且环保要求不断提高，带动着大规模的新能源接入，加之储能和电动汽车也会经过配电网接入到电网，给电网的稳定运行带来很多的挑战。配电网技术的应用，为能源互联网的建设提供了基础支持，能源转型要求重新塑造电网，配电网自动化及智能化发展为重要内容。

1 配电自动化系统概述

配电网自动化的功能实现，主要是利用现代电子技术、通信技术、计算机技术等，实现配电网实时信息、离线信息以及用户信息等的集成，进而促使配电系统可以保持稳定的运行状态，且能够做到事故的实时化监测、有效保护与控制、配电的高效化管理。从构建的配电网来看，配电网自动化系统已经成为了重要的部分，可以实现离线与在线的智能化监控管理，提高配电自动化与配电管理系统水平，保障配电网安全稳定运行，提高配电网运行的效益。

在配电网自动化系统中，FA（配电网馈线自动化）为最重要的内容，指的是配电线路的自动化。实际应用中，当配电线路出现运行故障，那么馈线自动化终端可以根据指令控制相应的开关设备，做到故障的自动化定位和隔离，同时还能够为非故障线路恢复供电。实现FA的关键在于配电馈线自动化成套开关设备，核心设备为断路器/负荷开关和配电终端。利用馈线终端，能够实现“一遥、二遥、三遥”。随着技术的进步，出现了更强大的智能终端，能够为更高水平的配电网自动化提供支持。

从配电自动化发展的历程来说，主要分为三个阶段，具体如下：（1）FA（馈线自动化系统）。具体应用中，利用自动化开关设备，通过相互配合能够实现故障隔离和健区域恢复供电，通常来说不需要建设通信网络与主站计算机系统。（2）DAS（配电自动化系统）。在功能的实现方面，利用通信网络、馈线终端单元以及计算机网络，实现基本功能的同时，还可以实现运行状态的监视与运行故障的故障监测处理功能。（3）DMS（配电管理系统）。结合运用配电GIS和OMS等，实现对配网运行全流程的控制，能够实现配用电综合应用。

2 电力系统配电自动化的故障处理方法

目前，配电网故障的处置方法包括人工现场处置、就地型FA、集中型FA等方式，完成故障的处置需要分钟级以上，处置时间比较长。随着技术的不断发展，出现了智能化分布式FA，基于终端之间对等通信，能够做到毫秒级故障自愈，使得用户“无感”停电，不过对通信的基础设施要求高。在5G通信技术的应用发展支持下，使得智能分布式FA得到广泛应用。衔接和智能分布式FA的具体应用，分析配电自动化系统的故障处理方法，作如下论述：

2.1 工作原理

从对等通信的实现来说说，主要是采用基于IEC 61850发布/订阅机制的GOOSE报文来实现终端之间的信息交互。在具体应用中，终端通过发布GOOSE信息报文、订阅上下游开关的GOOSE信息报文，可以做到故障区间定位。如果配电网系统的节点出现变化，那么仅需要进行局部修改即可，通过对局部变化节点位置终端之间的GOOSE订阅关系调整实现相关功能。一般来说，智能分布式FA主要是以线路或者线路组为单位投入，如果线路上产生了节点GOOSE通信异常，或者是出现了软硬压板退出时全线闭锁智能分布式FA。

2.2 故障的处理方法

2.2.1 故障切除过程

首开关上游的配电网运行故障，主要是由站内的开关进行故障的切除处理。根据故障的处理原理和原则，节点为主线开关，同时相电流大于整定定值或者零序电流大于整定定值，那么会立即生成“节点故障”GOOSE信号，同时还可以及时进行发布，并且系统会启动延时收集相邻节点故障信号。如果达到延时时间内只收到M侧和N侧其中一侧的一个节点故障信号，那么延时结束后跳闸出口，最终完成配电故障的切除处理。如果节点为支线开关，那么主要是利用常规保护进行故障处理，同时会发布过流闭锁信号到相邻的主线开关，以此可以避免主线开关跳闸。如果支线开关拒动那么会触发“开关拒跳”GOOSE输出信号发布，当上级相邻主线开关收到拒动信号之后出口跳闸，实现扩大一级的故障切除，进而保障配电网的稳定运行。

2.2.2 故障隔离过程

节点为主线开关，发生故障的点位处于节点开关的上游位置，那么此节点检测不到运行故障，当收到M侧或者N侧节点的故障信号之后，将会启动延时收集机制，收集本节点和相邻主线开关节点的运行故障信号，在延时时间内如果没有收到本节点和相邻主线开关节点的故障信号，那么延时结束之后跳闸出口，完成系统运行故障隔离本节点为首开关，将会结合开关的情况进行继续判断，如果首开关节点无电压无电流，那么判断故障点处于首开关与变电站之间，经过整定延时后跳本届点开关。如果在开关失灵时间内开关从合变成了分的状态，并且无电流，那么会触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号。如果开关失灵时间内终端没有收到分位信号或者仍游流，那么会触发“开关拒跳”GOOSE输出信号，为故障的处理提供支持。

2.2.3 开关拒动处置

采用智能化分布式FA，节点开关因为FA动作跳闸命令发出后，如果在开关失灵时间内开关从合变成了分的状态，并且无电流，那么会触发“故障隔离成功”GOOSE输出信号或者是触发“故障切除成功”的信号。如果开关失灵时间内终端没有收到分位信号或者仍游流，那么会触发“开关拒跳”GOOSE输出信号，并且相邻主线开关收到拒动信号后出口跳闸，扩大一级完成系统运行故障的隔离处理。

2.2.4 非故障区域恢复供电的过程

通过配置自适应联络点，本节点开关在分位，本节点M侧和N侧均有压，状态保持15s后，本节点开关的供电恢复充电条件满足。在故障自愈的过程中，当节点故障隔离成功之后，向相邻侧主线开关发布信号，当发出“故障隔离成功”的GOOSE信号后，故障切点节点不转发，故障点下游的节点会逐级转发信号。如果本节点判断为单侧失压，同时也收到了“故障隔离成功”的信号，那么会在整定供电恢复延时后，进行本节点开关合闸的启动操作，进而完成转供电过程。如果运行故障点位处于联络点与对侧开关之间，当联络点没有收到故障隔离成功的信号时，系统不会进行合闸操作。

3 电力系统配电自动化的应用发展

3.1 智能化

智能终端的广泛应用，通过利用丰富的硬件资源、强大的数据处理和存储能力，实现对交换数据的分布式控制。配电终端的基本功能如下：（1）监控与数据采集。即DSCADA，实际应用中发挥的测控功能，与传统的配电网SCADA系统终端的“三遥”功能，可以实现遥测、遥信、遥控、故障检测功能。（2）短路故障检测。从配电网的自动化系统应用功能分析，核心功能为FLISR，也就是馈线故障定位、隔离与自动恢复功能。为了实现这一功能，需要配电终端可以实现信息的采集，并且可以快速及时的上报故障信息，这也是与常规RTU不同之处。一般来说，配电终端的应用，可以采集故障电流与电压、故障发生时刻等各类信息，进而能够为配电网自动化系统的故障管理提供有力的支持。通过像故障录波器那样，进行故障电压和电流波形的记录，满足故障管理的需求[1]。（3）小电流接地故障的检测功能。通过准确检测小电流接地系统的单相接地故障，并且记录零序电流与电压信号，供配电自动化系统可以确定故障发生点的具体位置。（4）保护功能。在变电站线路出口断路器的监控、馈线分段开关设备和分支线路开关等的监控方面，使用的配电终端都必须要有着不错的保护功能，进而促使系统能够稳定运行，比如相间短路电流保护、零序电流保护和失压保护等[2]。（5）负荷监测功能。根据实际情况设计配电网自动化系统，站所配套的终端和馈线终端，都具备负荷监测功能，进而实现对线路运行情况的全面记录，实现负荷的监测。（6）电能质量监测。利用配电终端设备，可以实现对电能质量数据的采集与记录，比如最大的谐波。根据基本应用要求设计的配电终端，通常在不改变硬件电路的情况下能够采集到32次谐波，能够达到多数工程应用要求。如果有特别的需求，可以采集到32次以上，但是需要设计特事故的谐波采集终端。（7）其他功能。除了上述功能外，还包括同步相量测量功能[3]。基于智能配电网的建设和应用，还实现了一些高级应用功能，比如合环操作电流分析。为实现这些要求，需要采集关键节点的电压和电流的相位信息，因此需要配置具备同步相量测量功能的终端。在智能电网的广泛建设下，且大规模新能源的接入，对配电网运行的要求不断提高，同时也有着很多的挑战，积极推动配电自动化的智能化发展，有着一定的重要性。

3.2 实用化

基于配电网高质量发展的目标下，需要积极的构建高水平的配网故障防御体系。目前，很多电力公司都在积极的推广配电自动化技术，并且不断的提高配电自动化实用水平。以某公司为例，采取了系列措施，以此来提高配电自动化、实用化水平，并且推动了配电网故障自愈模式的构建，有效降低配电网运行故障发生率以及台区的停运率。在构建配网防御体系中，构建了专业的运维管理体系。通过细化分解管理职责与任务，由相关的部门负责相应的工作。日常的工作中，配网部负责管理工作，供指中心和调控中心主要负责调度应用、主站运维以及继电保护等相关管理工作[4]。由市县级供指中心负责每日的遥控和FA应用发现的各类问题，并且主动发起线上工单。做好全面的督促工作，保证问题消缺[5]。通过配置专业的人力资源负责各项工作，保证各项维护工作能够高质量的开展。与此同时，公司还结合业务的特点，构建了业务协同的设备异动流程。将配电自动化设备台账、图模维护等各项工作纳入到配网中压数据异动流程，实现了全过程的线上化管理，并且构建了配网异动流程跨专业流转的工作机制[6]。从运维工作人员的角度来说，在提报台账时通过一键领取，便能够做到跨专业数据共享。一方面能够避免出现重复填报台账的情况，另一方面还能够保证检测报告的准确性。除此之外，企业还构建了完善的设备管理模式。通过对企业使用的各类设备进行全面的梳理和分析，制定了相应的管理档案，并且开发了智能化管理系统[7]。在保证配电网安全稳定运行方面，坚持主线馈线自动化、支线继电保护的故障防御基本原则，在主线中积极推广采用集中型为主、就地型为辅的FA，并且常态化推进FA市县两级分析，精准的排查存在的设备和管理问题，并且及时进行处理。结合不同的故障类型，采取针对性的技术手段，例如小电流系统单相接地故障，积极运用小电流接地研判新技术，并且积累相应的经验，为后续的工作提供支持[8]。

4 结语：

综上所述，配电网自动化的应用，可为配电网系统运行提供强有力的支持，提高故障的处理能力，实现快速自愈。随着越来越多的智能化技术和设备的应用，促使配电网自动化系统的故障监测、自处理能力不断提高，能够进一步提高系统运行的能力。未来，配电网自动化的智能化水平会不断提高，可更好地助力智能电网的发展。

参考文献：

[1]杨杨，李颖敏.继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].现代工业经济和信息化，2022，12（12）：312-313.

[2]徐攀峰，郝兴宏，刘相利.基于继电保护与配电自动化的配电网故障处理分析[J].大众用电，2022，37（12）：36-37.

[3]黄锐东，郭思伟，周宗杰.基于配网自动化的故障处理技术研究与应用[J].中国新技术新产品，2022（21）：47-49.

[4]郭旋，蒋李蒙，陈磊.基于继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理[J].光源与照明，2022（07）：189-191.

[5]王大伟.电力系统配电自动化故障处理技术研究[J].光源与照明，2022（07）：216-218.

[6]岳连兴，王金平.继电保护与配电自动化配合应用的故障处理研究[J].农村电气化，2022（05）：26-27.

[7]黄金福.电力系统配电自动化及其故障处理[J].技术与市场，2022，29（03）：126-127.

[8]徐辑岩.配电自动化技术在10kV线路故障处理中的运用[J].电子世界，2021（20）：206-207.