城市配網(wǎng)故障快速隔離系統(tǒng)

荊門供電公司 萬平暢

城市配網(wǎng)隨電力負荷增漲及可靠性要求，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)日益復(fù)雜，互聯(lián)互供多，分段多，分支多，線路任何一點發(fā)生故障跳閘造成的停電范圍大，且故障查找受地理條件、交通路況等因素制約，人員集結(jié)，工器具調(diào)動無法快速到位，如此局面與上級部門對故障搶修速度的要求的差距會日益加大。

1.配網(wǎng)故障快速隔離系統(tǒng)實施的必要性

配網(wǎng)自動化改造項目正處于試點階段，投資大，設(shè)備改造力度大，需要經(jīng)歷的一個漫長的過程才能實現(xiàn)，荊門作為湖北省的一個中等城市，在近幾年未能爭取到配網(wǎng)自動化試點項目，而故障搶修速度的指標的提升、優(yōu)質(zhì)服務(wù)的高要求卻不容再等待，故障人工查找和判斷，已嚴重落后，必須在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實現(xiàn)配網(wǎng)自動化，實現(xiàn)配網(wǎng)故障的快速隔離，快速復(fù)電。方案一：采用繼電保護實現(xiàn)故障快速切除。荊門城市現(xiàn)有10kV線路柱上開關(guān)大部分采用了無保護裝置的柱上開關(guān)，若采用與變電站開關(guān)的分級配合，因開關(guān)動作時間小于120ms，只能采用用戶開關(guān)（0s速斷）與變電站出線開關(guān)（0.2～0.25s延時速斷）的兩級時間配合，時間無法配合，就不能滿足繼電保護選擇性要求，投資過大且可靠性不高。此方案不可行。方案二：擴充搶修隊伍，實現(xiàn)“人海戰(zhàn)術(shù)”。因供電區(qū)域過大，搶修隊伍受交通路況、車輛狀況等條件影響也不能迅速到達故障現(xiàn)場，此方案不可行。荊門城市配網(wǎng)現(xiàn)有的柱上開關(guān)可實現(xiàn)電動分合，且每條分支線路均安裝了帶短信功能的故障指示儀，能夠利用現(xiàn)有條件進行小投資的改造，達到可行效果實現(xiàn)故障區(qū)域的及時隔離，非故障區(qū)域快速復(fù)電，提高可靠性，提升供電企業(yè)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。

2.配網(wǎng)故障快速隔離系統(tǒng)的主要構(gòu)思

利用現(xiàn)有的配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、具備電動分合的柱上開關(guān)和無線通信技術(shù)相結(jié)合開發(fā)一套故障查找、判斷、故障快速隔離的智能化系統(tǒng)。代替人為判斷和操作，實現(xiàn)智能判斷和遠程控制。系統(tǒng)分三大部分，開關(guān)控制部分、故障尋址部分和指揮監(jiān)控部分。該系統(tǒng)與調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)通信，故障尋址設(shè)備通過GSM無線通信與后臺指揮系統(tǒng)進行通信，指揮控制中心進行決策判斷通過GSM無線通信下發(fā)控制命令給開關(guān)控制部分，同時發(fā)送故障信息告知設(shè)備管理人員和故障搶修人員。建立故障隔離系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺，利用調(diào)度系統(tǒng)中提供的各類運行數(shù)據(jù)，建立各種可行的故障設(shè)備隔離方案庫，投資成本低，安全系數(shù)高。

3.配網(wǎng)故障快速隔離系統(tǒng)的方案

3.1 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)由指揮控制中心(主站)，通信系統(tǒng)，10kV斷路器上的控制部分和故障尋址儀組成。

指揮控制中心（主站）安裝于配網(wǎng)故障搶修值班室，分顯示層，應(yīng)用層，數(shù)據(jù)層三層，顯示層以實際城市地圖為底圖，顯示各10kV柱上開關(guān)的地理實際位置及開關(guān)分合的人工置位，還具備車輛定位功能，顯示當前搶修應(yīng)急車所在位置，主站功能負責運行方式的顯示，車輛定位，故障區(qū)域的分析、判斷、統(tǒng)計、故障隔離，為負荷轉(zhuǎn)移提供決策依據(jù)。

通信系統(tǒng)：實現(xiàn)了調(diào)度系統(tǒng)與主站之間的信息交換，實現(xiàn)故障尋址儀向主站故障信息的上傳，主站向開關(guān)控制部分控制指令的下發(fā)。

10kV斷路器上的控制部分：主要是通過主站下達的指令對斷路器進行分合控制。

故障尋址儀：線路發(fā)生故障，按照電流方向進行故障點的判斷。

3.2 主站系統(tǒng)

系統(tǒng)采用集中式智能控制方式，通過調(diào)度主站系統(tǒng)提供的實時故障數(shù)據(jù)，對已發(fā)生的故障予以處理，現(xiàn)場的故障尋址儀將故障信息以GSM通信方式送達指揮控制中心，指揮控制中心根據(jù)故障尋址儀指示確定故障區(qū)域，下達遙控命令，跳開故障區(qū)域兩則開關(guān)，提示指揮人員通知調(diào)度合變電站出現(xiàn)開關(guān)或線路聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

3.3 邏輯控制策略

一旦線路故障發(fā)生后，變電站出線開關(guān)跳閘，啟動該出線故障判斷程序，主站通過現(xiàn)場故障尋址儀動作的信息立即做出判斷，比照內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中的負荷倒換方案，對故障區(qū)域的分段開關(guān)下達分閘指令，隔離故障區(qū)域，同時向調(diào)度人員及搶修值班人員發(fā)出故障信息，調(diào)度人員確認后對變電站出線開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)進行遙控合閘，恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。

4.實施效果

針對城郊區(qū)域運行情況比較差的10kV龍虎II回與10kV寶虎II回線路，我們進行必須改造和設(shè)備安裝，將3臺分段開關(guān)及3臺分支開關(guān)均安裝控制部分和故障尋址儀，于2012年2月份開始試運行。至2012年12月底，故障（接地）跳閘8次，故障區(qū)域判斷準確率達到100%，快速隔離分合開關(guān)準確率達到100%，安全可靠率高。故障多供電時間達到40小時，挽回直接經(jīng)濟損失達10萬元，經(jīng)濟效益可觀。此方案的實施，大大減少了勞動強度，提高了工作效率，建立社會民眾對供電企業(yè)形象的認知和對其優(yōu)質(zhì)服務(wù)的認可。所有投資均可重復(fù)利用，故障尋址儀及10kV短路器控制部分易遷移，易安裝。2013年在不斷總結(jié)改進的基礎(chǔ)上公司擬所有城市配網(wǎng)線路上推廣，逐步實現(xiàn)配網(wǎng)故障快速隔離。

[1]林宇鋒,鐘金,吳復(fù)立.智能電網(wǎng)技術(shù)體系探討[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(12):35-36.