怎樣化解配電系統(tǒng)故障快速定位恢復(fù)頑疾？別急 您聽我說！
電力自從被發(fā)明和應(yīng)用以來，已經(jīng)與我們的日常生活和工作息息相關(guān)。
疫情期間，為確保電力安全穩(wěn)定供應(yīng)，武漢對雷神山、火神山、金銀潭、黃岡大別山等重點(diǎn)醫(yī)院和36家方艙醫(yī)院，全面落實(shí)供電保電的“一戶一案”措施，確保不發(fā)生停電事件，各地電力企業(yè)更是紛紛出臺相關(guān)方案，確保電力供應(yīng)穩(wěn)定。由于新冠肺炎疫情影響，全國各地開啟“宅家”模式，醫(yī)院則成為抗擊疫情的重要前線。一旦電力中斷，很可能出現(xiàn)重大安全事故，給生產(chǎn)生活造成無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失。因此，電力可用性至關(guān)重要。
當(dāng)前，我國電力系統(tǒng)仍存在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理、投資“重發(fā)電輕配電”等問題，這也成為了導(dǎo)致配電系統(tǒng)故障時(shí)有發(fā)生的因素之一。此外，傳統(tǒng)的運(yùn)維方式在排除配電系統(tǒng)故障時(shí)，往往大量依靠人力，成本高、工作效率低，進(jìn)而制約了對持續(xù)穩(wěn)定供電的保障。隨著智能化技術(shù)在電力行業(yè)應(yīng)用的日益廣泛和深入，能夠?qū)崟r(shí)感知、故障定位和自愈的智能配電網(wǎng)，帶來了更安全高效的用電體驗(yàn)。面向未來，配電運(yùn)維智能化、數(shù)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(lǐng)域?qū)＜遥?a href="http://www.yadins.com/" target="_blank">施耐德電氣認(rèn)為，從全生命周期的角度出發(fā)提升電力可用性，才可以無限接近對配電系統(tǒng)“零故障、零風(fēng)險(xiǎn)”的雙零追求。
基于EcoStruxure架構(gòu)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(chǎn)品，形成完整的解決方案，利用更豐富的選擇性，更先進(jìn)的級聯(lián)技術(shù)和可定制化的配電系統(tǒng)架構(gòu)，同時(shí)以高度信息化的資產(chǎn)管理方式，幫助用戶時(shí)刻清晰掌握系統(tǒng)及設(shè)備狀態(tài)，預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)，進(jìn)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(guān)人員仍需要時(shí)刻警惕配電系統(tǒng)發(fā)生故障。因此，借助強(qiáng)大的數(shù)字化功能，實(shí)現(xiàn)故障快速自動(dòng)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(tǒng)故障頻發(fā)
傳統(tǒng)運(yùn)維方式的弊端
普遍情況下，導(dǎo)致配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因主要有5大類 ，包括常見的母線故障、設(shè)備故障、短路/斷路故障、設(shè)備老化以及自然/人為原因。當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，如果不能及時(shí)排除故障原因并搶修，將會影響到電力的持續(xù)供應(yīng)。
而隨著配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，用戶用電需求的不斷提升，傳統(tǒng)的配電運(yùn)維方式在應(yīng)對處理配電系統(tǒng)故障時(shí)的弊端逐漸顯現(xiàn)。
當(dāng)前，大多數(shù)運(yùn)維商依舊采用以人工巡視、紙質(zhì)記錄、電話溝通三種方式為主的傳統(tǒng)式配電系統(tǒng)運(yùn)維。以專變用戶側(cè)為例，由于原有的配電房較為老舊，且沒有采用智能化技術(shù)手段，運(yùn)維管理主要通過人工巡視，巡視之后手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。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(dāng)面溝通。顯而易見，從故障發(fā)生到排除之間，存在較長的溝通過程。此外，配電系統(tǒng)的維修和維護(hù)通常是被動(dòng)式的，搶修一般由用戶主動(dòng)發(fā)起，很少是運(yùn)維商主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，從而影響搶修的響應(yīng)速度。在此基礎(chǔ)上，這種傳統(tǒng)的配電運(yùn)維方式還存在著人力成本高、工作效率低下、人員培訓(xùn)困難、設(shè)備可靠性低等諸多弊端，這也嚴(yán)重讓很多運(yùn)營商不得不面對成本高、用戶粘性低等業(yè)務(wù)問題，嚴(yán)重影響其競爭優(yōu)勢。
為了保證電力供應(yīng)的連續(xù)性，提高運(yùn)維管理水平、加快故障處理速度以及降低斷電風(fēng)險(xiǎn)，配電系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化運(yùn)維已成為破題之徑。
助力優(yōu)化升級
智能化配電運(yùn)維提升電力可用性
隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)對智能配電網(wǎng)的建設(shè)日益重視。以智能化技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)架，智能化運(yùn)維對傳統(tǒng)的配電運(yùn)維管理進(jìn)行了優(yōu)化升級，不僅降低了配電運(yùn)維過程中的人力成本，還提高了配電網(wǎng)及配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，從而達(dá)到自動(dòng)檢查、處理配電網(wǎng)及配電系統(tǒng)故障，并快速采取應(yīng)對方案的效果。
以江蘇聯(lián)固電氣有限公司為例，借助施耐德電氣智能配電平臺，聯(lián)固電氣已形成了極具特色的“線上監(jiān)測”-“線下運(yùn)維”-“應(yīng)急搶修”智能運(yùn)維服務(wù)模式，并成功幫助20家當(dāng)?shù)仉娏ζ髽I(yè)參與江蘇省政府的電力需求側(cè)響應(yīng)工作，極大提升了運(yùn)維商的競爭力。
可見，智能配電運(yùn)維能夠從多個(gè)維度保障供電穩(wěn)定和用電質(zhì)量，有效提升電力可用性。
得益于智能化、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，智能配電網(wǎng)能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)故障自愈。自愈是智能配電網(wǎng)的重要特征和核心功能之一，是指配電網(wǎng)在運(yùn)行過程中具備自我預(yù)防、自我診斷和自我恢復(fù)的能力。通過對配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與在線評估，準(zhǔn)確判斷配電網(wǎng)是否存在故障或故障隱患，并及時(shí)采取措施恢復(fù)故障，從而保證配電系統(tǒng)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(fù)速度
施耐德電氣認(rèn)為，對于故障定位與恢復(fù)這一問題，應(yīng)充分利用電氣設(shè)備的數(shù)字化功能，并按照“實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)狀態(tài)—故障定位查找和自動(dòng)分析原因—推送處理方案指導(dǎo)操作—自動(dòng)恢復(fù)供電”的路徑進(jìn)行運(yùn)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(jìn)而保障運(yùn)維人員的人身安全及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。
1實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)狀態(tài) 輕松實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通
現(xiàn)實(shí)中，因很多配電室不具備集中監(jiān)測功能，重要回路發(fā)生跳閘故障無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)維人員在故障發(fā)生很長時(shí)間后才獲悉、且無法迅速定位故障位置，極大降低運(yùn)維效率。
為解決系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測問題，施耐德電氣基于數(shù)字化創(chuàng)新技術(shù)，將信息監(jiān)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(dá)到業(yè)內(nèi)最高精度的電流、電壓等電氣參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，且能夠通過藍(lán)牙和WIFI等通訊方式，輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和互聯(lián)互通，做到了對配電系統(tǒng)狀態(tài)更全面地感知，并有效解決了配電網(wǎng)故障定位準(zhǔn)確性不高的問題。
2查找故障原因并推送方案指導(dǎo) 提升電力可用性
隨著配電系統(tǒng)對自動(dòng)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(tài)檢測是故障診斷中重要的一環(huán)。在斷路器運(yùn)行工作時(shí)，采集相關(guān)數(shù)據(jù)信號，是故障查找、分析的關(guān)鍵。然而，當(dāng)前的業(yè)內(nèi)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(dú)立于斷路器之外的問題，施耐德電氣創(chuàng)新的在Masterpact MTZ中內(nèi)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(jìn)行靈活搭配。其中，電力恢復(fù)助手、波形捕捉和操作助手這三個(gè)模塊在故障查找分析和電力可用性保障方面發(fā)揮著重要作用：
——電力恢復(fù)助手模塊——
通過顯示事件和斷路器狀態(tài)信息，協(xié)助運(yùn)維人員進(jìn)行電力恢復(fù)。它能夠幫助運(yùn)維人員確定如分閘、手動(dòng)脫扣、電氣脫扣、或失電等故障事件的可能原因，同時(shí)提供相應(yīng)的方案指導(dǎo)電力恢復(fù)。
——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(gè)周波和脫扣后1個(gè)周波）以及長脫扣波形捕捉（脫扣前15個(gè)周波和脫扣后35個(gè)周波），能夠幫助工作人員查找故障起因和分析故障嚴(yán)重程度。
——操作助手模塊——
靈活搭配的數(shù)字模塊極大地豐富了MTZ斷路器的功能，并將智能手機(jī)引入到運(yùn)維人員的日常工作場景中。從查找故障原因、定位故障點(diǎn)，再到推送恢復(fù)方案指導(dǎo)，施耐德電氣為智能配電系統(tǒng)帶來更安全、更高效、更精準(zhǔn)、更智能的運(yùn)維方式，實(shí)現(xiàn)了故障精準(zhǔn)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(wǎng)可靠性
多數(shù)情況下，查找出故障原因并推送方案，便能夠指導(dǎo)工作人員有效操作，快速恢復(fù)電力供應(yīng)。但在如機(jī)場、醫(yī)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(shí)延地切斷故障線路，達(dá)到“自愈”的效果。
為此，施耐德電氣開發(fā)出分布式DTU和高品質(zhì)開關(guān)設(shè)備組合，基于成套環(huán)網(wǎng)箱一二次融合理念的分布式DTU環(huán)網(wǎng)自愈系統(tǒng)，在優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中嵌入高品質(zhì)開關(guān)設(shè)備作為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，同時(shí)搭載分布式DTU Easergy T300智能配電終端，應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)單環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)自愈功能，約30秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障的快速切除以及恢復(fù)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(shè)計(jì)理念，分布安裝在各個(gè)環(huán)網(wǎng)柜單元，就地方便地實(shí)現(xiàn)對每個(gè)開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)檢測、控制和交流模擬量采樣測量。T300模塊和實(shí)物間隔一一對應(yīng)，避免傳統(tǒng)DTU按錯(cuò)間隔的可能性，提高標(biāo)準(zhǔn)化程度，即插即用，能夠隨環(huán)網(wǎng)柜的擴(kuò)展而靈活調(diào)整。T300可以實(shí)現(xiàn)分布式饋線自動(dòng)化功能，可在現(xiàn)有的通訊網(wǎng)絡(luò)（PON，GPRS，4G等等）上，采用對等通訊技術(shù)，構(gòu)建環(huán)網(wǎng)自愈SHG通訊體系，適用于多種環(huán)網(wǎng)柜型（參數(shù)可調(diào)），具有較高的容錯(cuò)性，充分保障電網(wǎng)可靠性。
結(jié)語
隨著我國對能源需求量的逐漸增加，配電網(wǎng)的規(guī)模也日益擴(kuò)大，打造高可靠性、高密度、大容量、高自愈性的智能配電網(wǎng)，進(jìn)一步提升配電系統(tǒng)電力可用性，已經(jīng)成為城市電網(wǎng)的重要目標(biāo)，通過分析當(dāng)前配電系統(tǒng)的故障原因及類型，對比傳統(tǒng)運(yùn)維管理與智能運(yùn)維管理的差異，可以預(yù)見，智能故障定位與自愈技術(shù)將是構(gòu)建智能配電網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，配合完善的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)以及高水平的運(yùn)維管理能力，才能全面提升電力可用性。
數(shù)字化浪潮下，施耐德電氣作為中低壓配電領(lǐng)域?qū)＜遥ㄟ^對電氣設(shè)備的數(shù)字化功能創(chuàng)新，滿足用戶對配電系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)感知、故障自動(dòng)查找、故障原因分析、故障指導(dǎo)方案推送、快速恢復(fù)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(xù)精益求精，打造更高品質(zhì)的產(chǎn)品及解決方案，為配電網(wǎng)絡(luò)智能化建設(shè)發(fā)展增添動(dòng)力。
來源：北極星輸配電
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