怎樣化解配電系統故障快速定位恢復頑疾？別急 您聽我說！
電力自從被發明和應用以來，已經與我們的日常生活和工作息息相關。
疫情期間，為確保電力安全穩定供應，武漢對雷神山、火神山、金銀潭、黃岡大別山等重點醫院和36家方艙醫院，全面落實供電保電的“一戶一案”措施，確保不發生停電事件，各地電力企業更是紛紛出臺相關方案，確保電力供應穩定。由于新冠肺炎疫情影響，全國各地開啟“宅家”模式，醫院則成為抗擊疫情的重要前線。一旦電力中斷，很可能出現重大安全事故，給生產生活造成無法挽回的經濟損失。因此，電力可用性至關重要。
當前，我國電力系統仍存在電網結構設置不合理、投資“重發電輕配電”等問題，這也成為了導致配電系統故障時有發生的因素之一。此外，傳統的運維方式在排除配電系統故障時，往往大量依靠人力，成本高、工作效率低，進而制約了對持續穩定供電的保障。隨著智能化技術在電力行業應用的日益廣泛和深入，能夠實時感知、故障定位和自愈的智能配電網，帶來了更安全高效的用電體驗。面向未來，配電運維智能化、數字化正逐步成為提升電力可用性的必然趨勢。
作為中低壓配電領域專家，施耐德電氣認為，從全生命周期的角度出發提升電力可用性，才可以無限接近對配電系統“零故障、零風險”的雙零追求。
基于EcoStruxure架構與平臺，施耐德電氣以覆蓋上層主干路，下層分電路及終端配電的完整產品，形成完整的解決方案，利用更豐富的選擇性，更先進的級聯技術和可定制化的配電系統架構，同時以高度信息化的資產管理方式，幫助用戶時刻清晰掌握系統及設備狀態，預知風險，實現預測性維護，進一步提高電力可用性。
而不容忽視的是，由于諸多客觀因素的影響，相關人員仍需要時刻警惕配電系統發生故障。因此，借助強大的數字化功能，實現故障快速自動定位、分析和自愈，將成為降低故障影響，甚至避免造成巨大損失絕佳途徑之一。
配電系統故障頻發
傳統運維方式的弊端
普遍情況下，導致配電系統出現故障的原因主要有5大類 ，包括常見的母線故障、設備故障、短路/斷路故障、設備老化以及自然/人為原因。當故障出現時，如果不能及時排除故障原因并搶修，將會影響到電力的持續供應。
而隨著配電網規模不斷擴大，用戶用電需求的不斷提升，傳統的配電運維方式在應對處理配電系統故障時的弊端逐漸顯現。
當前，大多數運維商依舊采用以人工巡視、紙質記錄、電話溝通三種方式為主的傳統式配電系統運維。以專變用戶側為例，由于原有的配電房較為老舊，且沒有采用智能化技術手段，運維管理主要通過人工巡視，巡視之后手動記錄數據。如果是非緊急事件，一般采取與用戶電話溝通的方式解決，遇到緊急事件則會上門當面溝通。顯而易見，從故障發生到排除之間，存在較長的溝通過程。此外，配電系統的維修和維護通常是被動式的，搶修一般由用戶主動發起，很少是運維商主動發現，從而影響搶修的響應速度。在此基礎上，這種傳統的配電運維方式還存在著人力成本高、工作效率低下、人員培訓困難、設備可靠性低等諸多弊端，這也嚴重讓很多運營商不得不面對成本高、用戶粘性低等業務問題，嚴重影響其競爭優勢。
為了保證電力供應的連續性，提高運維管理水平、加快故障處理速度以及降低斷電風險，配電系統的智能化、數字化運維已成為破題之徑。
助力優化升級
智能化配電運維提升電力可用性
隨著新一代信息技術的發展，國內對智能配電網的建設日益重視。以智能化技術為基礎構架，智能化運維對傳統的配電運維管理進行了優化升級，不僅降低了配電運維過程中的人力成本，還提高了配電網及配電系統運行的穩定性、安全性，從而達到自動檢查、處理配電網及配電系統故障，并快速采取應對方案的效果。
以江蘇聯固電氣有限公司為例，借助施耐德電氣智能配電平臺，聯固電氣已形成了極具特色的“線上監測”-“線下運維”-“應急搶修”智能運維服務模式，并成功幫助20家當地電力企業參與江蘇省政府的電力需求側響應工作，極大提升了運維商的競爭力。
可見，智能配電運維能夠從多個維度保障供電穩定和用電質量，有效提升電力可用性。
得益于智能化、自動化技術的應用，智能配電網能夠在一定程度上實現故障自愈。自愈是智能配電網的重要特征和核心功能之一，是指配電網在運行過程中具備自我預防、自我診斷和自我恢復的能力。通過對配電網運行參數和狀態的實時監測與在線評估，準確判斷配電網是否存在故障或故障隱患，并及時采取措施恢復故障，從而保證配電系統的電力可用性。
“硬件功能軟件化”
施耐德電氣助力提升故障定位
和恢復速度
施耐德電氣認為，對于故障定位與恢復這一問題，應充分利用電氣設備的數字化功能，并按照“實時感知系統狀態—故障定位查找和自動分析原因—推送處理方案指導操作—自動恢復供電”的路徑進行運維。這樣能夠大大提升故障處理的速度，有效降低故障對電力可用性的影響，進而保障運維人員的人身安全及企業的經濟利益。
1實時感知系統狀態 輕松實現互聯互通
現實中，因很多配電室不具備集中監測功能，重要回路發生跳閘故障無法及時發現，運維人員在故障發生很長時間后才獲悉、且無法迅速定位故障位置，極大降低運維效率。
為解決系統實時監測問題，施耐德電氣基于數字化創新技術，將信息監測和采集功能融入到包括中壓、低壓、以及終端配電斷路器之中，并達到業內最高精度的電流、電壓等電氣參數的實時監測，且能夠通過藍牙和WIFI等通訊方式，輕松實現數據傳輸和互聯互通，做到了對配電系統狀態更全面地感知，并有效解決了配電網故障定位準確性不高的問題。
2查找故障原因并推送方案指導 提升電力可用性
隨著配電系統對自動化水平和可靠性要求的提高，其對斷路器自身的要求也在不斷提升，而且，斷路器的狀態檢測是故障診斷中重要的一環。在斷路器運行工作時，采集相關數據信號，是故障查找、分析的關鍵。然而，當前的業內所使用的斷路器并不具備這樣的功能。
為了解決過去故障原因查找和分析等功能獨立于斷路器之外的問題，施耐德電氣創新的在Masterpact MTZ中內置了Micrologic X控制單元，將硬件功能軟件化，所有的控制單元高級功能，都可以軟件模塊的形式進行靈活搭配。其中，電力恢復助手、波形捕捉和操作助手這三個模塊在故障查找分析和電力可用性保障方面發揮著重要作用：
——電力恢復助手模塊——
通過顯示事件和斷路器狀態信息，協助運維人員進行電力恢復。它能夠幫助運維人員確定如分閘、手動脫扣、電氣脫扣、或失電等故障事件的可能原因，同時提供相應的方案指導電力恢復。
——波形捕捉模塊——
通過該模塊提供的短脫扣波形捕捉（脫扣前4個周波和脫扣后1個周波）以及長脫扣波形捕捉（脫扣前15個周波和脫扣后35個周波），能夠幫助工作人員查找故障起因和分析故障嚴重程度。
——操作助手模塊——
靈活搭配的數字模塊極大地豐富了MTZ斷路器的功能，并將智能手機引入到運維人員的日常工作場景中。從查找故障原因、定位故障點，再到推送恢復方案指導，施耐德電氣為智能配電系統帶來更安全、更高效、更精準、更智能的運維方式，實現了故障精準定位和快速排除，為電力可用性提供有力的保障。
3快速自愈 保障電網可靠性
多數情況下，查找出故障原因并推送方案，便能夠指導工作人員有效操作，快速恢復電力供應。但在如機場、醫院等特殊場所中，對電力可用性有著更高的要求，需要更低時延地切斷故障線路，達到“自愈”的效果。
為此，施耐德電氣開發出分布式DTU和高品質開關設備組合，基于成套環網箱一二次融合理念的分布式DTU環網自愈系統，在優化的網絡架構中嵌入高品質開關設備作為關鍵節點，同時搭載分布式DTU Easergy T300智能配電終端，應用模塊化設計，實現單環網供電系統環網自愈功能，約30秒內實現故障的快速切除以及恢復送電，充分保障電力可用性。
作為核心“組件”，施耐德電氣分布式DTU Easergy T300采用面向間隔功能的模塊化設計理念，分布安裝在各個環網柜單元，就地方便地實現對每個開關柜的運行狀態檢測、控制和交流模擬量采樣測量。T300模塊和實物間隔一一對應，避免傳統DTU按錯間隔的可能性，提高標準化程度，即插即用，能夠隨環網柜的擴展而靈活調整。T300可以實現分布式饋線自動化功能，可在現有的通訊網絡（PON，GPRS，4G等等）上，采用對等通訊技術，構建環網自愈SHG通訊體系，適用于多種環網柜型（參數可調），具有較高的容錯性，充分保障電網可靠性。
結語
隨著我國對能源需求量的逐漸增加，配電網的規模也日益擴大，打造高可靠性、高密度、大容量、高自愈性的智能配電網，進一步提升配電系統電力可用性，已經成為城市電網的重要目標，通過分析當前配電系統的故障原因及類型，對比傳統運維管理與智能運維管理的差異，可以預見，智能故障定位與自愈技術將是構建智能配電網絡的核心技術，配合完善的系統架構設計以及高水平的運維管理能力，才能全面提升電力可用性。
數字化浪潮下，施耐德電氣作為中低壓配電領域專家，通過對電氣設備的數字化功能創新，滿足用戶對配電系統狀態實時感知、故障自動查找、故障原因分析、故障指導方案推送、快速恢復供電等需求，顯著提升了電力的可用性，有效保障了用電的安全、高效和智能。面向未來，相信施耐德電氣將會繼續精益求精，打造更高品質的產品及解決方案，為配電網絡智能化建設發展增添動力。
來源：北極星輸配電
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