集中型饋線自動(dòng)化動(dòng)作過程分析和提升措施

于喬，王奉沖，寇巖

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東青島266002；2.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，山東濟(jì)南250021）

·班組創(chuàng)新·

集中型饋線自動(dòng)化動(dòng)作過程分析和提升措施

于喬1，王奉沖1，寇巖2

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東青島266002；2.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，山東濟(jì)南250021）

饋線自動(dòng)化能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)故障，進(jìn)行故障定位、隔離并恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域的供電。首先介紹了饋線自動(dòng)化工作過程，通過分析故障定位錯(cuò)誤和故障后供電恢復(fù)失敗的典型案例，探討了饋線自動(dòng)化工作原理，分類討論饋線自動(dòng)化動(dòng)作中存在的問題。針對(duì)實(shí)際運(yùn)行中饋線自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)終端、無(wú)線通信延時(shí)，主站FA策略和自動(dòng)化線路運(yùn)行狀態(tài)問題等，提出了提升正確率的措施。

饋線自動(dòng)化；配網(wǎng)；故障區(qū)間；恢復(fù)供電

0 引言

隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，建立一個(gè)具有可靠性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和自愈性的智能配電系統(tǒng)是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)［1-3］。

饋線自動(dòng)化（Feeder Automation，F(xiàn)A）是指利用自動(dòng)化裝置或系統(tǒng)，監(jiān)視配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)故障，進(jìn)行故障定位、隔離和恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域的供電。FA啟動(dòng)后會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作失敗的情況，例如故障區(qū)間定位錯(cuò)誤或無(wú)法恢復(fù)供電，本文主要針對(duì)FA失敗原因進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的提升措施。

1 FA動(dòng)作原理及存在問題

根據(jù)配電線路安裝的自動(dòng)化開關(guān)的不同類型，F(xiàn)A動(dòng)作策略可分為電壓型故障處理、電流型故障處理、混合型故障處理、看門狗故障處理及級(jí)差保護(hù)故障處理等多種處理方式［1］。目前青島配電線路上自動(dòng)化設(shè)備均為電流型開關(guān)，因此，僅對(duì)電流型故障處理進(jìn)行說明，采用電流型開關(guān)的饋線自動(dòng)化模式也稱為集中型饋線自動(dòng)化。

1.1 故障處理啟動(dòng)

青島集中型饋線自動(dòng)化啟動(dòng)條件為變電站10 kV出口斷路器開關(guān)分閘，同時(shí)保護(hù)信號(hào)動(dòng)作，且二者時(shí)間差應(yīng)在10 s之內(nèi)。若主站中該線路運(yùn)行狀態(tài)為“在線”，則正常啟動(dòng)故障處理程序。若出線開關(guān)分閘與保護(hù)信號(hào)時(shí)間差在10 s以上或者主站自動(dòng)化（DA）運(yùn)行狀態(tài)為“離線”，則不啟動(dòng)故障處理程序。

1.2 故障區(qū)間定位

主站啟動(dòng)故障處理程序后，利用線路上自動(dòng)化分段開關(guān)上送的過流信號(hào)進(jìn)行故障區(qū)間判定，故障區(qū)間判定結(jié)果為線路上送故障信號(hào)最末端的自動(dòng)化開關(guān)負(fù)荷側(cè)區(qū)段，該區(qū)間以通信正常的自動(dòng)化開關(guān)為邊界。青島配電自動(dòng)化主站收集自動(dòng)化設(shè)備保護(hù)信號(hào)的時(shí)間設(shè)置為出線開關(guān)分閘前后1 min。

主站故障區(qū)間判定的正確性依賴于配電網(wǎng)拓?fù)湔_性及自動(dòng)化設(shè)備的過流信號(hào)可靠上送。非自動(dòng)設(shè)備開關(guān)位置與現(xiàn)場(chǎng)不一致導(dǎo)致線路拓?fù)溴e(cuò)誤，開關(guān)定值整定錯(cuò)誤、TA采集異常、無(wú)線信號(hào)延時(shí)等導(dǎo)致過流信號(hào)未上送或長(zhǎng)時(shí)間延時(shí)上送的問題，均會(huì)導(dǎo)致故障區(qū)間定位錯(cuò)誤。

1.3 故障區(qū)間隔離及非故障區(qū)間恢復(fù)供電

具備重合閘功能的線路，重合成功時(shí)，進(jìn)行故障區(qū)間判定后，饋線自動(dòng)化故障處理程序結(jié)束；無(wú)重合閘或重合閘失敗后，饋線自動(dòng)化將進(jìn)行故障區(qū)間隔離等后續(xù)處理階段。

對(duì)全自動(dòng)線路（DA運(yùn)行方式為“自動(dòng)”），系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行故障區(qū)間隔離及恢復(fù)供電操作；對(duì)半自動(dòng)線路（DA運(yùn)行方式為“交互”），系統(tǒng)進(jìn)入交互處理界面，在調(diào)度員參與下進(jìn)行故障區(qū)間隔離及恢復(fù)供電操作［2］。此階段，主要存在問題為自動(dòng)化設(shè)備拒動(dòng)問題。

2 故障區(qū)間定位錯(cuò)誤典型案例

2.1 終端未上報(bào)過流信號(hào)

為了拍攝這個(gè)項(xiàng)目，我們前往一個(gè)美麗的湖區(qū)，在日落前的黃金時(shí)間抵達(dá)了那里。照片中的小碼頭位于湖岸邊，背景中可以看到遠(yuǎn)山，這也是許多徒步旅行者很喜歡的地點(diǎn)。

2016年5月11日，10 kV戈?yáng)|線故障發(fā)生后，系統(tǒng)判定故障區(qū)間位于“10 kV戈?yáng)|線1843開關(guān)與10 kV戈?yáng)|線18-1分段開關(guān)與10 kV戈?yáng)|線19分段開關(guān)之間”，如圖1所示。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)人員排查實(shí)際故障點(diǎn)為“戈青線32-1開關(guān)（戈?yáng)|線與戈青線聯(lián)絡(luò)開關(guān)）故障”，與主站判定區(qū)間不符。

圖1 戈?yáng)|線一次設(shè)備連接圖

經(jīng)落實(shí)，戈?yáng)|線19、61分段開關(guān)遙測(cè)不正常，原因?yàn)殚_關(guān)二次側(cè)電流回路短接片未拆除，導(dǎo)致采集的電流不準(zhǔn)確，終端未達(dá)到過流告警值（560 A）。通過全面排查主站系統(tǒng)內(nèi)遙測(cè)異常終端，現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)異常原因，針對(duì)未及時(shí)拆除電流回路短接片的終端制定整改計(jì)劃，并在主站系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行掛牌（目前，主站FA策略仍考慮持有“調(diào)試牌”終端，掛牌無(wú)效）。

2.2 主站FA策略不完善

2016年9月28日，10 kV南水線故障發(fā)生后，系統(tǒng)判定故障區(qū)間位于“10 kV南水線2964開關(guān)與10 kV洛東線K1-H02開關(guān)區(qū)域發(fā)生故障”，如圖2所示。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)人員排查實(shí)際故障點(diǎn)位于“南水線K1箱H02開關(guān)（絕緣擊穿）”，與主站判定區(qū)間不符。

圖2 南水線一次設(shè)備連接圖

故障發(fā)生時(shí)，南水線15-5聯(lián)絡(luò)開關(guān)（非自動(dòng)化開關(guān)）處于分位，DA故障判定未考慮此開關(guān)設(shè)備狀態(tài)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)排查主站判定故障區(qū)域時(shí)未考慮非自動(dòng)化設(shè)備導(dǎo)致。由自動(dòng)化廠家更新主站FA策略，目前此問題已得以處理。

3 故障區(qū)間隔離及恢復(fù)供電失敗典型案例

3.1 通信異常導(dǎo)致終端遙控失敗

2016年10月15日，10 kV洪江線故障發(fā)生后，系統(tǒng)判定故障區(qū)間位于“10 kV洪江線64分段開關(guān)（智能型）與10 kV洪江線80-9分段開關(guān)（智能型）區(qū)域發(fā)生故障”，如圖3所示，故障隔離是系統(tǒng)遙控洪江線64分段、洪江線44分段開關(guān)均遙控失敗，造成全線停電。

圖3 洪江線一次設(shè)備連接圖

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)排查，洪江線44分段、洪江線64分段開關(guān)遙控失敗由于無(wú)線信號(hào)弱導(dǎo)致。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線信號(hào)弱導(dǎo)致遙控失敗的需更換3G通信模塊并將天線外置。

2016年8月23日，卓機(jī)線故障發(fā)生后，系統(tǒng)故障區(qū)間定位正確，但未進(jìn)行故障隔離及轉(zhuǎn)供操作；檢查DA啟動(dòng)日志，系統(tǒng)分析10kV卓機(jī)K24-H01下游無(wú)需做負(fù)荷轉(zhuǎn)供，不做隔離開斷處理、10 kV卓機(jī)K23-H05下游無(wú)需做負(fù)荷轉(zhuǎn)供，不做隔離開斷處理。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)卓蘭線1號(hào)配電室母線關(guān)聯(lián)模型錯(cuò)誤導(dǎo)致系統(tǒng)分析無(wú)需負(fù)荷轉(zhuǎn)供操作。解決措施為主站關(guān)聯(lián)模型時(shí)需注意是否關(guān)聯(lián)正確。

4 FA動(dòng)作正確率提升措施

4.1 現(xiàn)場(chǎng)終端問題

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備TA短路環(huán)未摘除問題，需通過主站定期梳理開關(guān)遙測(cè)邏輯性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)遙測(cè)異常問題并現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)，確定為短路環(huán)問題后結(jié)合停電計(jì)劃或倒負(fù)荷操作予以處理。針對(duì)終端保護(hù)定值整定錯(cuò)誤，可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)消缺工作逐步梳理終端保護(hù)定值整定問題，例如現(xiàn)場(chǎng)消缺時(shí)需將開關(guān)點(diǎn)表配置、保護(hù)配置參數(shù)下載下來并填入終端保護(hù)定值單（發(fā)現(xiàn)定值錯(cuò)誤的及時(shí)予以更改）［3］。針對(duì)終端蓄電池異常，應(yīng)每日梳理電池活化時(shí)間，活化時(shí)間小于3 h及時(shí)進(jìn)行更換；建議對(duì)線路上無(wú)線通信的分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)置為30 s離線，以及時(shí)掌握終端離線信息。

針對(duì)部分終端的點(diǎn)表為非標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)表及點(diǎn)表配置非標(biāo)準(zhǔn)間隔的，需從主站梳理此部分終端信息，現(xiàn)場(chǎng)逐步完善此部分終端的點(diǎn)表配置。針對(duì)終端誤送保護(hù)信息問題，除日常梳理開關(guān)誤送保護(hù)信息外，需查明此部分終端是否具有家族性缺陷。加強(qiáng)自動(dòng)化設(shè)備遙信變位及非自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備位置的監(jiān)控力度，對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備遙信位置與現(xiàn)場(chǎng)不一致的，需及時(shí)通知配電運(yùn)檢室進(jìn)行消缺；對(duì)于非自動(dòng)化開關(guān)現(xiàn)場(chǎng)變位的，需及時(shí)于主站進(jìn)行開關(guān)置位操作。

4.2 無(wú)線通信延時(shí)問題

原采用GPRS（2G）無(wú)線信號(hào)偏弱的配電終端，采用更換3G模塊、天線外置方式予以處理。同時(shí)要求無(wú)線通信服務(wù)商制定開展無(wú)線信號(hào)提升方案，發(fā)現(xiàn)存在問題的薄弱環(huán)節(jié)并消缺處理。

4.3 主站FA策略問題

組織自動(dòng)化運(yùn)維人員針對(duì)前期發(fā)現(xiàn)的FA策略問題深入分析、重點(diǎn)解決，防止類似的問題再次發(fā)生。自動(dòng)化運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)更新DA程序時(shí)，必須進(jìn)行嚴(yán)格的前期測(cè)試工作，因測(cè)試工作不足、功能存在缺陷的予以重點(diǎn)考核［4］。

4.4 自動(dòng)化線路運(yùn)行狀態(tài)管控

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作、計(jì)劃停電、變電站改造等影響DA啟動(dòng)的，必須將DA運(yùn)行狀態(tài)置為“離線”，待工作結(jié)束后，及時(shí)恢復(fù)DA運(yùn)行狀態(tài)為“在線”［5］。加強(qiáng)線路上自動(dòng)化設(shè)備的監(jiān)控力度，發(fā)現(xiàn)存在影響DA判定的設(shè)備問題，需對(duì)該設(shè)備掛“設(shè)備缺陷”及“調(diào)試牌”，并及時(shí)通知配電運(yùn)檢室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)消缺工作。設(shè)備缺陷消缺后，及時(shí)進(jìn)行摘牌工作。故障隔離及負(fù)荷轉(zhuǎn)供主要存在問題為遙控失敗問題，除對(duì)已發(fā)現(xiàn)的遙控失敗及時(shí)消缺外，需完善現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡檢工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備遙控拒動(dòng)問題并處理。

5 結(jié)語(yǔ)

在10 kV線路故障處理中，應(yīng)用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)是保證供電線路供電可靠性和連續(xù)性的重要手段。為了保證配電網(wǎng)供電的安全性、可靠性和供電質(zhì)量，要重視配電網(wǎng)的運(yùn)行管理，針對(duì)問題采取針對(duì)性解決措施并加以整改，合理利用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，提高配網(wǎng)自動(dòng)化水平，確保配網(wǎng)健康運(yùn)行。

［1］叢偉，路慶東，田崇穩(wěn)，等.智能配電終端及其標(biāo)準(zhǔn)化建模［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，37（10）：6-12.

［2］韓國(guó)政，徐丙垠，索南加樂，等.配電終端自動(dòng)發(fā)現(xiàn)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（18）：82-85.

［3］石文江，馮松起，夏燕東.新型智能配電自動(dòng)化終端自描述功能的實(shí)現(xiàn)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（4）：105-109.

［4］范偉松.10 kV配電線路中配電自動(dòng)化及其對(duì)故障的處理［J］.科技展望，2015，25（31）：69-70.

［5］石國(guó)光.10 kV配電線路故障排除及處理［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2014（2）：162.

Operation Analysis and Improvement Measures of Centralized Feeder Automation

YU Qiao1，WANG Fengchong1，KOU Yan2
（1.State Grid Qingdao Power Supply Company，Qingdao 266002，China；2.Economic&Technology Research Institute，State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250021，China）

Feeder automation（FA）can find fault of distribution network in time and accurately，locate and isolate fault and restore power supply to non-fault area immediately and accurately.Firstly，the working process of feeder automation is introduced.By analyzing typical cases of the fault location error and the power supply recovery failure，the action principle of FA and problems in actions are discussed.Aiming at problems of time delay of the field terminal of FA and wireless communication and the main FA strategy and automation line running state in the practical operation，the measures to improve the correct rate are put forward.

FA；distribution network；problem zone；power recovery

TM64

B

1007－9904（2017）05－0072－03

2016-12-26

于喬（1988），男，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)檢修維護(hù)工作。