配網(wǎng)自動化系統(tǒng)故障處理

顧妍，歸敏琪

（蘇州供電公司，江蘇蘇州 215000）

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)故障處理

顧妍，歸敏琪

（蘇州供電公司，江蘇蘇州 215000）

概述了蘇州配網(wǎng)自動化的試點情況，介紹了OPEN3200系統(tǒng)的基本功能，對蘇州市區(qū)配網(wǎng)故障處理的典型實例進(jìn)行了研究。同時，提出了對現(xiàn)有的OPEN3200系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)意見，為后續(xù)的配網(wǎng)自動化工程的建設(shè)和推廣打下了堅實的基礎(chǔ)。

配網(wǎng)自動化；故障處理；OPEN3200

0 引言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的全面展開，對配電網(wǎng)的發(fā)展提出了新的要求。配網(wǎng)自動化［1］是智能配電網(wǎng)的重要內(nèi)容，對于提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，增強(qiáng)供電能力，實現(xiàn)配網(wǎng)高效、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，具有重要意義。本文對蘇州市區(qū)配網(wǎng)自動化故障處理展開深入研究。

1 蘇州配網(wǎng)自動化試點情況

蘇州配網(wǎng)自動化一期工程于2012年4月開始建設(shè)，并在2013年通過國家電網(wǎng)公司組織的實用化驗收。該試點區(qū)域位于蘇州工業(yè)園區(qū)，項目總面積約60km2，覆蓋8座變電站中的149條20 kV全電纜線路，配電站所共451座，約4 000臺配電開關(guān)實現(xiàn)了“三遙”功能。線路電纜化率為100%，供電可靠性為99.9807%。

試點區(qū)域涵蓋了生活區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)等各類用戶，項目投產(chǎn)后不僅大大提高了供電可靠性，優(yōu)化供電線路，緩解供電壓力，同時也保障了重要客戶及廣大居民的生產(chǎn)生活需要，提升了客戶用電滿意度。該項目具有良好的示范作用，為后續(xù)的配網(wǎng)自動化工程的建設(shè)和推廣打下了堅實的基礎(chǔ)。

2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主要功能

2.1 基本功能

OPEN3200是蘇州地區(qū)目前使用的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由南瑞開發(fā)的一個友好便捷的人機(jī)界面。

按功能分類，主要是系統(tǒng)支撐平臺、監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集（SCADA）功能、饋線自動化功能、配網(wǎng)分析應(yīng)用和配網(wǎng)仿真5大類，如圖1所示。

作為調(diào)度員，最關(guān)心的就是如何在OPEN3200系統(tǒng)中正常操作和事故處理。

在OPEN3200系統(tǒng)中，最常用的就是SCADA功能和饋線自動化功能。SCADA功能用于數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，主要包括“三遙”以及告警查詢功能［2］。本文重點介紹饋線自動化功能，主要應(yīng)用于事故處理。

2.2 饋線自動化功能

2.2.1 故障處理模式

實現(xiàn)饋線自動化［3］，將成為提高供電可靠性的有效手段。通常，饋線自動化故障處理模式主要有3種：基于重合器的故障處理模式、基于主站監(jiān)控的故障處理模式以及基于系統(tǒng)保護(hù)的故障處理模式。

蘇州配網(wǎng)自動化系統(tǒng)目前采用基于主站監(jiān)控的故障處理模式（DA），也稱“集中型”處理模式。這種模式中，各配電終端監(jiān)控記錄故障前及故障時信息，并借助于通信系統(tǒng)上傳至主站，主站根據(jù)預(yù)設(shè)程序發(fā)出控制命令，配電終端接收并執(zhí)行命令。這種處理模式以集中控制為核心，能快速進(jìn)行故障判斷、故障隔離以及恢復(fù)供電，大大提高供電的可靠性［4-8］。

2.2.2 故障定位原理

本文以“手拉手”供電方式為例，簡單介紹OPEN3200系統(tǒng)的故障定位原理。

如圖2所示，線路1和線路2開環(huán)運(yùn)行，K3為聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常情況下處于斷開狀態(tài)。S1，S2分別為線路1、線路2電源側(cè)的開關(guān)，K1，K2，K3，K4均為配電開關(guān)。

當(dāng)線路1發(fā)生故障時，如果開關(guān)K1有保護(hù)動作信號，而其緊鄰的下游開關(guān)K2沒有保護(hù)動作信號，則可以確定故障就發(fā)生在K1與K2之間。

故障的定位非常重要，它關(guān)系著事故處理的正確與否，故障的隔離及供電恢復(fù)都是基于此進(jìn)行的，因此保證配網(wǎng)自動化系統(tǒng)故障定位的準(zhǔn)確率非常關(guān)鍵。

圖1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要功能

圖2 “手拉手”供電方式故障定位

2.2.3 故障隔離及供電恢復(fù)

在完成故障定位后，根據(jù)故障點的不同，故障隔離及恢復(fù)方案也略有不同；如果是出線故障，由于電源側(cè)的斷路器保護(hù)動作，開關(guān)已經(jīng)跳閘，故障恢復(fù)方案只需將出線電纜另一側(cè)的配電開關(guān)拉開，然后下游無故障區(qū)域找合適的線路轉(zhuǎn)供；如果是中間線路故障，將故障電纜兩側(cè)配電開關(guān)拉開，故障隔離后，上游區(qū)和下游區(qū)分別進(jìn)行恢復(fù)；如果是末端線路故障或用戶故障，故障隔離后，前段進(jìn)行試送即可。

目前，蘇州市區(qū)的OPEN3200系統(tǒng)的配網(wǎng)自動化自愈功能還未完全開放，故障定位后，需要DA邏輯和人工判斷相結(jié)合，實現(xiàn)故障的隔離和供電恢復(fù)。今后將不斷完善故障定位功能，提高故障定位準(zhǔn)確率，在條件成熟時，投入配網(wǎng)自動化自愈功能，實現(xiàn)故障的自動隔離和自動恢復(fù)，提高供電可靠性，進(jìn)一步提升配網(wǎng)自動化的實用水平。

3 故障處理的實例分析

3.1 常見的單一故障

湖東變電站（以下簡稱湖東變）：213南山#1線零序I段動作，開關(guān)跳閘。該配電線路接線如圖3所示。

圖3 配電線路接線

當(dāng)湖東變213南山#1線零序I段動作，OPEN3200系統(tǒng)推出DA界面見表1。

表1 DA界面

根據(jù)故障定位原理，港中旅#2配電所的263港2-1聯(lián)絡(luò)開關(guān)、265港2-3聯(lián)絡(luò)開關(guān)有保護(hù)動作信號，其上游配電開關(guān)也有保護(hù)動作信號，而下游港中旅#3配電所267港3-2聯(lián)絡(luò)開關(guān)沒有保護(hù)信號，因此故障初步判定為港中旅#2配電所265港2-3聯(lián)絡(luò)開關(guān)至港中旅#3配電所267港3-2聯(lián)絡(luò)開關(guān)間，隨后調(diào)度員通過人工遙控操作將故障電纜隔離，待配電人員到現(xiàn)場測絕緣，確認(rèn)故障點。配電人員告知港中旅#2配電所265港2-3聯(lián)絡(luò)開關(guān)至港中旅#3配電所267港3-2聯(lián)絡(luò)開關(guān)間電纜C相故障。在故障確已隔離后，前段試送，后段選擇合適的線路進(jìn)行轉(zhuǎn)供負(fù)荷。

3.2 故障區(qū)域誤判情況分析

本文以通信問題為例。DA存在誤判的情況，調(diào)度員不能盲目判斷，應(yīng)以配電人員到現(xiàn)場實際檢查為準(zhǔn)。

姚慕變電站（以下簡稱姚慕變）：233海德#2線電流I段動作，開關(guān)跳閘。該配電線路接線如圖4所示。

圖4 配電線路接線

當(dāng)姚慕變233海德#2線發(fā)生故障時，OPEN3200系統(tǒng)推出DA界面見表2。

表2 DA界面

在該實例中，DA判定為出線電纜故障，故障電流信號不連續(xù)，查看保護(hù)動作信號，實際發(fā)現(xiàn)海德魯配電所252德浦聯(lián)絡(luò)開關(guān)B相過流告警。這是一個DA誤判的實例，可能是通信系統(tǒng)問題造成故障電流上傳不連續(xù)，進(jìn)而導(dǎo)致誤判為出線電纜故障。如果調(diào)度員細(xì)致查看相應(yīng)開閉所的保護(hù)動作告警，就能及時發(fā)現(xiàn)DA的誤判，有助于事故的查明和處理。

為了避免故障的誤判情況，OPEN3200系統(tǒng)可以采取一些系統(tǒng)優(yōu)化的措施。

當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生多重復(fù)雜故障時，可能會造成配網(wǎng)自動化系統(tǒng)DA誤判。若DA的故障定位結(jié)果與保護(hù)動作信號邏輯不一致或信息不健全時，保護(hù)動作信號繁雜很難判斷故障，建議系統(tǒng)應(yīng)給予提示，以免引起調(diào)度員盲目判斷，并以配電人員到現(xiàn)場實際檢查為準(zhǔn)。

當(dāng)系統(tǒng)存在通信問題時，建議提示“故障電流信號不連續(xù)”或“系統(tǒng)通信中斷”等信號，以引起調(diào)度員注意。有條件時，調(diào)度員可根據(jù)保護(hù)動作信號遠(yuǎn)方遙控隔離故障點，再以配電實際檢查為準(zhǔn)。建議進(jìn)一步完善通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，提高配網(wǎng)通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與效率。

造成誤判還可能是線路的切割、新投開閉所（配電所）未配置配網(wǎng)自動化終端等原因，因此，配網(wǎng)自動化區(qū)域的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理、相對穩(wěn)定，減少頻繁的線路切割，建議新投開閉所（配電所）均配置配網(wǎng)自動化終端，最終實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的全覆蓋。

4 結(jié)論

本文對蘇州市區(qū)配網(wǎng)故障典型實例進(jìn)行了研究、分析，并提出了一些對現(xiàn)有OPEN3200系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)意見。

（1）進(jìn)一步完善配網(wǎng)自動化實施區(qū)域的“三遙”及相關(guān)功能。在配網(wǎng)自動化已建成的區(qū)域，當(dāng)新增設(shè)備時，應(yīng)同步配置配網(wǎng)自動化設(shè)備，確保系統(tǒng)DA的正常判斷。提高配網(wǎng)自動化遠(yuǎn)方操作的成功率以及故障判斷的準(zhǔn)確率，優(yōu)先采用遙控的方式隔離故障點并轉(zhuǎn)供負(fù)荷，加快供電恢復(fù)速度。

（2）逐步實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的“全自動”和“可自愈”功能?？梢宰詣舆M(jìn)行故障定位、故障隔離和供電恢復(fù)，提高設(shè)備利用率和供電質(zhì)量，降低人員的勞動強(qiáng)度。

（3）當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生多重復(fù)雜故障或系統(tǒng)存在通信問題時，若DA定位與實際保護(hù)動作信號邏輯不一致或系統(tǒng)信息不健全時，保護(hù)動作信號繁雜很難判斷故障，系統(tǒng)應(yīng)給予提示，以免引起調(diào)度員誤判，并以配電人員到現(xiàn)場實際檢查為準(zhǔn)。

（4）合理規(guī)劃網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，減少頻繁的線路切割，逐步走向配網(wǎng)自動化的全覆蓋，實現(xiàn)規(guī)?；б妗τ谀壳疤K州配網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的情況，建議逐步進(jìn)行“網(wǎng)格化”改造，形成單母分段單進(jìn)單出的結(jié)構(gòu)，有利于配網(wǎng)自動化的應(yīng)用和管理。

（5）加強(qiáng)設(shè)備的現(xiàn)場維護(hù)，提高現(xiàn)場設(shè)備的無缺陷水平和配電終端的在線率。完善配網(wǎng)自動化終端的自診斷和自恢復(fù)功能，提高配網(wǎng)自動化的準(zhǔn)確性。

（6）進(jìn)一步完善配網(wǎng)自動化通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，提高通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與效率，保障配網(wǎng)自動化信息高速、安全、可靠的交互。

［1］王士政.電網(wǎng)調(diào)度自動化與配網(wǎng)自動化技術(shù)［M］.北京：中國水利出版社，2006.

［2］徐丙垠，李天友，薛永端.智能配電網(wǎng)與配電自動化［J］.電力系統(tǒng)自動化，2009，33（17）：38-41.

［3］曾照新.配電網(wǎng)饋線自動化技術(shù)研究［D］.湖南：湖南大學(xué)，2013.

［4］鄭藝能.城市10 kV配電網(wǎng)自動化實施的研究［J］.中國新技術(shù)企業(yè)，2013（33）：125-126.

［5］朱成芳.10 kV配電網(wǎng)故障智能定位系統(tǒng)應(yīng)用探討［J］.電力訊息，2014（2）：71-72.

［6］羅平.繼電保護(hù)與配電自動化配合的配電網(wǎng)故障處理［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，2（1）：123-125.

［7］龔靜.配電網(wǎng)綜合自動化技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008，25-36.

［8］肖瀟.城市配網(wǎng)自動化及其配網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)用探討［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（30）：113-114.

（本文責(zé)編：齊琳）

TM 862

B

1674-1951（2016）12-0039-03

顧妍（1990—），女，江蘇蘇州人，助理工程師，工程碩士，從事電力調(diào)控運(yùn)行相關(guān)方面的工作（E-mail：rh_1964＠163.com）。

2016-10-20；

2016-11-20

歸敏琪（1989—），男，江蘇蘇州人，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，從事電力調(diào)控運(yùn)行方面的工作（E-mail：gmq8901＠163.com。