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摘要：10kV以下配电网中由于各种各样的原因，会发生故障从而影响对用户的供电。配电网故障处理的基本原理是为了避免因线路出现故障而导致整条线路连续失电，通过分段开关将配电线路分割成各个供电区域,既减少了停电范围，又提高了供电可靠性。
关键词：配电线路 故障模式 区域 DMS模式
一 综述
配电网中的故障一般可分为瞬时性故障和永久性故障这两类。对于瞬时故障，通过变电站出口断路器的一次重合闸予以消除。而对于永久性故障，重合闸失败，必须进行配网故障处理，切除故障区段，恢复非故障区段的正常供电。常见的供电方式有两种：电力电缆和架空电力线路方式。电缆线路发生瞬时故障的可能性比较小，一旦发生故障就是需要处理的永久性故障，所以电力电缆线路一般不设重合闸。而架空电力线路受气候和环境影响较大，在发生瞬时性故障时，为了及时恢复供电，馈线断路器应该具有重合闸的功能。
配电网的故障智能定位指的是在故障发生后，主站根据装设在配电网中的智能化采集、通信和控制单元收集到的数据，结合配电网的实际运行情况，利用网络信息和故障信息来自动地判别故障发生的位置，并且在网络结构的拓扑图上反映出故障点。配电网的故障自动隔离指的是在判别了故障的位置之后，根据网络的拓扑连接，自动查找到和故障点直接相连的所有开关，利用通讯线路遥控断开这些开关，把故障点和正常的网络隔离开来，为下一步的恢复重构作好准备。
二 故障的处理模式
在具备不同硬件设备的条件下，配电故障自动化处理模式的具体要求也不一样，主要有以下三种模式。
2.1早期的故障处理模式
在自动化水平较低的早期，故障查找恢复主要依靠装设在配电线路上的故障指示器。故障指示器一般安装在馈电线路干线、分支线及用户进线处，在发生短路故障时，利用电磁原理使指示牌转动，产生位置、颜色的变化。在故障发生后，工作人员依靠观察故障指示器的翻牌情况，判断故障方向，沿故障方向巡视线路，迅速找到故障位置，利用柱上开关设备，手动隔离故障区，人工恢复非故障区的供电。
2.2配电自动化的就地故障恢复（DA）模式
这种模式主要设备是安装在配电线路上的智能终端设备（FTU），该设备结合断路器或负荷开关构成的具有重合功能的分段器。它是指现场的FTU具备自动故障判断隔离及供电恢复的能力，不需要通信与主站系统参与。就地控制的配电自动化，根据检测的电气量的不同又可分为：电压时间型和电流计数型，电压时间型是采用重合器和时间－电压型分段器相配合，以检测馈线电压确定故障区域。电流计数型则是采用重合器、过流脉冲计数型分段器、熔断器相配合，以检测馈线电流来进行控制和保护的。
就地控制配电自动化的显著优点是成本低，不需要通信与主站参与。但是，受原理的局限，不可避免地具有以下缺点：
1）故障处理及供电恢复速度慢，对系统及用户冲击大。
2）需改变变电站速断保护定值及重合闸次数。
3）故障恢复网络重构后需改变重合器的整定参数，多电源多分支的复杂网络；其参数配合比较困难。
4）故障点下游分段器的重合闭锁要依靠检测故障时的异常电压作为闭锁条件，当故障情况不同时，异常电压特征也变化较大，因此闭锁条件较复杂。
综上所述，这种方法适合于网架结构比较简单、主要是双电源供电的“手拉手”线路，比如农村或城市郊区的配电网，以及不具备通信手段或通信条件不完善、可靠性要求不高的场合。而基于馈线FTU和通讯网络的远方集中控制自动化则较好地解决了上述问题。
2.3配电管理系统（DMS）的远方集中控制故障恢复模式
配电管理系统是从变电、配电、到用电过程的监视、控制和管理的综合造化系统。配电管理系统可以是集中式的，即由一个配电管理造化主站，实现对整个配电网的数据采集并和馈线造化、变电站造化、需方管理等集成为一个系统；配电管理系统也可以是分层、分布式结构的，如在变电站中设立二级主站，整个配电管理系统由一个一级主站和以及多个二级主站系统组成，这样信息收集和处理也是分层和分布的，适合采用计算机网络技术实现。
2.3.1配电管理系统（DMS）具有如下特点：
1）配电管理系统的站端设备多，数据库庞大，管理复杂。
2）配电管理系统的大量站端设备不在变是站内，运行环境恶劣，要求设备可行性高。
3）配电管理系统的通信方式复杂。
4）配电管理系统需要和配电网的改造配套进行，如配电网环网化、配电线路分段化等。
2.3.2配电管理系统（DMS）的功能：
配电管理系统主要完成对配电网上的设备进行远方监控、自动控制、协调处理、数据统计与管理。在馈线自动化方面主要具有以下功能。
1）配电网的数据采集和监控（SCADA）功能
配电网的SCADA系统是通过监测装置来收集配电网的实时数据，进行数据处理以及对配电网进行监控和控制功能。监测装置除了变电站内的RTU和监测配电变压器运行状态的TTU以外，还包括沿馈线分布的FTU（馈线终端装置），用以实现馈线自动化的远动功能。
2）馈线故障处理自动化功能
馈线行动化在配电网正常状态下实时监视馈线分段开关的状态和馈线电流、电压等情况，实现线路开关的远方分合闸操作。在故障时及时获得故障记录，并能够行动判别和隔离故障区段，迅速对非故障区段恢复供电。
这种故障处理模式的主要设备是有遥控功能的负荷开关、故障指示器、有通信功能的FTU、通信信道和主站系统。它是通过现场的FTU将检测的故障信息通过通讯设备上传给主站，由主站通过接收到的故障指示信息和配电网的实时拓扑信息，按照一定的算法确定故障区域，下达操作指令给相关的FTU跳闸隔离故障。然后，主站通过供电恢复决策计算，确定恢复方案，对非故障停电区域恢复供电，完成负荷转供，这也叫DMS处理方式。这种模式的特点是自动化水平高，适用于复杂结构的配电网，并且可以考虑实际负荷水平和网络约束。同时，该模式应用智能软件能够一次定位和隔离，避免了开关的多次试投，以减少设备的损耗。这种方法的缺点是投资大，對通信系统的可靠性和通信速率要求很高。但是，随看国家投资力度的加大，配电自动化在全国范围逐渐推广，许多地方自动化系统的通信条件得到极大改善，有很多城市己具备光纤通道，因此，通信可靠性有了保证。这样，通信速率在9600bits的情况下，从故障发生到故障隔离及恢复供电整个过程只需1min左右即可完成。由于主站的故障处理算法是在配电网的实时拓扑结构基础上完成的，因此，即使是多电源复杂的网络同样适用，并且时间上几乎相同。
2.4 配电管理系统（DMS）的故障处理模式将成为当前的研究热点
国外的配电自动化起步较早，在50年代初，就利用高压开关的自具功能在配电网中实现故障控制，随着电子及通信技术的发展，逐步将配电网的监测控制、故障探测处理、数据统计管理等功能集成，形成配电管理系统。
随着我国城市中低压配电网的大力改造为DMS故障处理模式的实施创造了条件。DMS模式依靠智能软件对全网作出实时分析和判断，成为可行的、优选的故障处理方案，并且能够保证满足网络的拓扑约束、设备的容量约束和用户的电压质量。所以，基于DMS模式的故障自动处理的算法就成为当前的研究热点。
三 小结
10kV以下配电网中由于各种各样的原因，会发生故障从而影响对用户的供电。本文对出现的故障进行分析提出一些意见，希望对解决故障能提供帮助。
关键词：配电线路 故障模式 区域 DMS模式
一 综述
配电网中的故障一般可分为瞬时性故障和永久性故障这两类。对于瞬时故障，通过变电站出口断路器的一次重合闸予以消除。而对于永久性故障，重合闸失败，必须进行配网故障处理，切除故障区段，恢复非故障区段的正常供电。常见的供电方式有两种：电力电缆和架空电力线路方式。电缆线路发生瞬时故障的可能性比较小，一旦发生故障就是需要处理的永久性故障，所以电力电缆线路一般不设重合闸。而架空电力线路受气候和环境影响较大，在发生瞬时性故障时，为了及时恢复供电，馈线断路器应该具有重合闸的功能。
配电网的故障智能定位指的是在故障发生后，主站根据装设在配电网中的智能化采集、通信和控制单元收集到的数据，结合配电网的实际运行情况，利用网络信息和故障信息来自动地判别故障发生的位置，并且在网络结构的拓扑图上反映出故障点。配电网的故障自动隔离指的是在判别了故障的位置之后，根据网络的拓扑连接，自动查找到和故障点直接相连的所有开关，利用通讯线路遥控断开这些开关，把故障点和正常的网络隔离开来，为下一步的恢复重构作好准备。
二 故障的处理模式
在具备不同硬件设备的条件下，配电故障自动化处理模式的具体要求也不一样，主要有以下三种模式。
2.1早期的故障处理模式
在自动化水平较低的早期，故障查找恢复主要依靠装设在配电线路上的故障指示器。故障指示器一般安装在馈电线路干线、分支线及用户进线处，在发生短路故障时，利用电磁原理使指示牌转动，产生位置、颜色的变化。在故障发生后，工作人员依靠观察故障指示器的翻牌情况，判断故障方向，沿故障方向巡视线路，迅速找到故障位置，利用柱上开关设备，手动隔离故障区，人工恢复非故障区的供电。
2.2配电自动化的就地故障恢复（DA）模式
这种模式主要设备是安装在配电线路上的智能终端设备（FTU），该设备结合断路器或负荷开关构成的具有重合功能的分段器。它是指现场的FTU具备自动故障判断隔离及供电恢复的能力，不需要通信与主站系统参与。就地控制的配电自动化，根据检测的电气量的不同又可分为：电压时间型和电流计数型，电压时间型是采用重合器和时间－电压型分段器相配合，以检测馈线电压确定故障区域。电流计数型则是采用重合器、过流脉冲计数型分段器、熔断器相配合，以检测馈线电流来进行控制和保护的。
就地控制配电自动化的显著优点是成本低，不需要通信与主站参与。但是，受原理的局限，不可避免地具有以下缺点：
1）故障处理及供电恢复速度慢，对系统及用户冲击大。
2）需改变变电站速断保护定值及重合闸次数。
3）故障恢复网络重构后需改变重合器的整定参数，多电源多分支的复杂网络；其参数配合比较困难。
4）故障点下游分段器的重合闭锁要依靠检测故障时的异常电压作为闭锁条件，当故障情况不同时，异常电压特征也变化较大，因此闭锁条件较复杂。
综上所述，这种方法适合于网架结构比较简单、主要是双电源供电的“手拉手”线路，比如农村或城市郊区的配电网，以及不具备通信手段或通信条件不完善、可靠性要求不高的场合。而基于馈线FTU和通讯网络的远方集中控制自动化则较好地解决了上述问题。
2.3配电管理系统（DMS）的远方集中控制故障恢复模式
配电管理系统是从变电、配电、到用电过程的监视、控制和管理的综合造化系统。配电管理系统可以是集中式的，即由一个配电管理造化主站，实现对整个配电网的数据采集并和馈线造化、变电站造化、需方管理等集成为一个系统；配电管理系统也可以是分层、分布式结构的，如在变电站中设立二级主站，整个配电管理系统由一个一级主站和以及多个二级主站系统组成，这样信息收集和处理也是分层和分布的，适合采用计算机网络技术实现。
2.3.1配电管理系统（DMS）具有如下特点：
1）配电管理系统的站端设备多，数据库庞大，管理复杂。
2）配电管理系统的大量站端设备不在变是站内，运行环境恶劣，要求设备可行性高。
3）配电管理系统的通信方式复杂。
4）配电管理系统需要和配电网的改造配套进行，如配电网环网化、配电线路分段化等。
2.3.2配电管理系统（DMS）的功能：
配电管理系统主要完成对配电网上的设备进行远方监控、自动控制、协调处理、数据统计与管理。在馈线自动化方面主要具有以下功能。
1）配电网的数据采集和监控（SCADA）功能
配电网的SCADA系统是通过监测装置来收集配电网的实时数据，进行数据处理以及对配电网进行监控和控制功能。监测装置除了变电站内的RTU和监测配电变压器运行状态的TTU以外，还包括沿馈线分布的FTU（馈线终端装置），用以实现馈线自动化的远动功能。
2）馈线故障处理自动化功能
馈线行动化在配电网正常状态下实时监视馈线分段开关的状态和馈线电流、电压等情况，实现线路开关的远方分合闸操作。在故障时及时获得故障记录，并能够行动判别和隔离故障区段，迅速对非故障区段恢复供电。
这种故障处理模式的主要设备是有遥控功能的负荷开关、故障指示器、有通信功能的FTU、通信信道和主站系统。它是通过现场的FTU将检测的故障信息通过通讯设备上传给主站，由主站通过接收到的故障指示信息和配电网的实时拓扑信息，按照一定的算法确定故障区域，下达操作指令给相关的FTU跳闸隔离故障。然后，主站通过供电恢复决策计算，确定恢复方案，对非故障停电区域恢复供电，完成负荷转供，这也叫DMS处理方式。这种模式的特点是自动化水平高，适用于复杂结构的配电网，并且可以考虑实际负荷水平和网络约束。同时，该模式应用智能软件能够一次定位和隔离，避免了开关的多次试投，以减少设备的损耗。这种方法的缺点是投资大，對通信系统的可靠性和通信速率要求很高。但是，随看国家投资力度的加大，配电自动化在全国范围逐渐推广，许多地方自动化系统的通信条件得到极大改善，有很多城市己具备光纤通道，因此，通信可靠性有了保证。这样，通信速率在9600bits的情况下，从故障发生到故障隔离及恢复供电整个过程只需1min左右即可完成。由于主站的故障处理算法是在配电网的实时拓扑结构基础上完成的，因此，即使是多电源复杂的网络同样适用，并且时间上几乎相同。
2.4 配电管理系统（DMS）的故障处理模式将成为当前的研究热点
国外的配电自动化起步较早，在50年代初，就利用高压开关的自具功能在配电网中实现故障控制，随着电子及通信技术的发展，逐步将配电网的监测控制、故障探测处理、数据统计管理等功能集成，形成配电管理系统。
随着我国城市中低压配电网的大力改造为DMS故障处理模式的实施创造了条件。DMS模式依靠智能软件对全网作出实时分析和判断，成为可行的、优选的故障处理方案，并且能够保证满足网络的拓扑约束、设备的容量约束和用户的电压质量。所以，基于DMS模式的故障自动处理的算法就成为当前的研究热点。
三 小结
10kV以下配电网中由于各种各样的原因，会发生故障从而影响对用户的供电。本文对出现的故障进行分析提出一些意见，希望对解决故障能提供帮助。