關(guān)于一次配網(wǎng)自愈失敗的分析

劉星　許志成　張志朋　王慎杰　馬寧　郭新

摘 要：目前，配電網(wǎng)自動(dòng)化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)，其覆蓋范圍也越來(lái)越廣。而其中的饋線自動(dòng)化是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的核心組成部分，饋線自愈功能是配電自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)。本文通過(guò)對(duì)配網(wǎng)饋線自愈功能失敗的分析，進(jìn)而對(duì)配網(wǎng)自愈存在的問(wèn)題進(jìn)行深入探討和研究，綜合考慮配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的各種現(xiàn)狀，找出解決方法。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化 自愈 保護(hù)信號(hào)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（b）-0043-02

配電自動(dòng)化系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，“經(jīng)濟(jì)可靠，安全高效”是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)努力追求的目標(biāo)，這對(duì)擴(kuò)大供電容量、提高供電的可靠性、實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的意義。目前，配網(wǎng)的故障處理策略功能是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的重要功能，是提高供電可靠性的關(guān)鍵。濱海供電公司采用的是主站集中式的配電自動(dòng)化控制策略模式，以下簡(jiǎn)稱為配網(wǎng)自愈功能。濱海供電公司的配網(wǎng)自愈功能具有經(jīng)濟(jì)可靠的特點(diǎn)，并且可利用多源信息資源整合分析優(yōu)化恢復(fù)策略，保證策略的可用性與最優(yōu)性。但是此種自愈模式對(duì)配網(wǎng)主站的要求較高，需要主站側(cè)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，配置主站參數(shù)，以達(dá)到提高配網(wǎng)自愈成功率的目標(biāo)。

1 配網(wǎng)自愈功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程

以圖1的流程為例，詳細(xì)說(shuō)明配網(wǎng)自愈的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。配網(wǎng)自愈過(guò)程開(kāi)始時(shí)，首先由配網(wǎng)主站系統(tǒng)監(jiān)聽(tīng)動(dòng)作信號(hào)，當(dāng)發(fā)生10kV出線開(kāi)關(guān)跳閘加上其保護(hù)信號(hào)時(shí)，開(kāi)始啟動(dòng)自愈流程。為保證故障信號(hào)能夠完整上送到主站側(cè)，需要在故障分析開(kāi)始前循環(huán)等待一段時(shí)間，此處我們?cè)O(shè)定的等待時(shí)間為40s。然后再依據(jù)配電終端設(shè)備上送的故障信號(hào)，完成配電網(wǎng)故障定位工作。如果不可由保護(hù)信號(hào)進(jìn)行故障定位，則配網(wǎng)自愈功能中止，轉(zhuǎn)由人工操作；如果可完成故障定位，非故障區(qū)域的負(fù)荷轉(zhuǎn)供對(duì)可能的轉(zhuǎn)供方案進(jìn)行優(yōu)選，優(yōu)選指標(biāo)包括開(kāi)關(guān)的可控能力、線路的轉(zhuǎn)代能力、設(shè)備的控制優(yōu)先等級(jí)等。完成自愈方案的選擇后，進(jìn)行自動(dòng)執(zhí)行，切除故障區(qū)域，并遙控恢復(fù)電源供電。

2 配網(wǎng)自愈失敗分析

2.1 配網(wǎng)自愈失敗過(guò)程還原

10月24日，發(fā)現(xiàn)某廠站201開(kāi)關(guān)10kV出線發(fā)生接地短路，配網(wǎng)自愈功能啟動(dòng)但自愈失敗，轉(zhuǎn)入人工手動(dòng)進(jìn)行故障處理，故障示意圖如圖2所示。此次配網(wǎng)自愈失敗之后，查詢配網(wǎng)自愈功能事故反演記錄，可以還原自愈過(guò)程如下。

10：50：02，配網(wǎng)饋線發(fā)生輕微接地故障，故障電流值越過(guò)配網(wǎng)終端K1～K4的零序接地電流定值，以上4個(gè)配網(wǎng)終端開(kāi)始向主站端頻繁上送保護(hù)信號(hào)。此時(shí)由于是輕微接地故障，其故障電流值并未越過(guò)變電站內(nèi)10kV開(kāi)關(guān)201的零序電流定值，故此201開(kāi)關(guān)并未跳閘。

10：51：33，配網(wǎng)10kV出線故障電流越過(guò)201的零序電流定值，201開(kāi)關(guān)分閘，并收到201繼電保護(hù)裝置上送的保護(hù)信號(hào)。此時(shí)，配網(wǎng)自愈功能開(kāi)始啟動(dòng)。

10：52：13，經(jīng)過(guò)40s延時(shí)，配電終端保護(hù)信號(hào)收集完成后，開(kāi)始生成自愈策略。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)故障電流信號(hào)不連續(xù)，配網(wǎng)自愈中止，轉(zhuǎn)入交互模式，開(kāi)始手動(dòng)切除故障。

2.2 自愈失敗原因分析

經(jīng)過(guò)對(duì)上面自愈失敗過(guò)程的分析，并且查詢系統(tǒng)內(nèi)201開(kāi)關(guān)出線的告警信息。我們得出了此次配網(wǎng)自愈失敗的具體原因。從圖3的時(shí)間軸中可以看出從0s開(kāi)始，發(fā)生輕微接地故障，配電終端K1～K4開(kāi)關(guān)向主站側(cè)發(fā)送保護(hù)信號(hào)，此時(shí)主站側(cè)的一個(gè)系統(tǒng)參數(shù)relay_hold_time（即保護(hù)信號(hào)保持時(shí)間）開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)配電終端上送保護(hù)信號(hào)后，保持此信號(hào)的時(shí)間即relay_hold_time，超出relay_hold_time的時(shí)間設(shè)定，保護(hù)信號(hào)就會(huì)復(fù)歸。此時(shí)系統(tǒng)設(shè)定的保護(hù)信號(hào)保持時(shí)間為120s。當(dāng)時(shí)間軸上91s時(shí)，接地故障電流超過(guò)201開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)定值，201開(kāi)關(guān)跳閘，自愈功能啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)40s的數(shù)據(jù)收集時(shí)間，開(kāi)始進(jìn)行自愈策略的制定，此時(shí)時(shí)間軸上的時(shí)間為131s。而此時(shí)的K1～K4保護(hù)信號(hào)已經(jīng)復(fù)歸，自愈系統(tǒng)不能查找到故障電流信號(hào)，所以此次自愈過(guò)程失敗。

3 自愈機(jī)制改進(jìn)方法

根據(jù)上面的分析，我們發(fā)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)在自愈功能開(kāi)始制定策略之前就消失，是自愈功能失敗的根本原因，從歷史告警記錄中可以發(fā)現(xiàn)，輕微接地故障引起K1～K4的保護(hù)裝置告警信號(hào)，是在一段時(shí)間內(nèi)頻繁上送，證明接地故障電流在配網(wǎng)終端的保護(hù)定值上下不斷擺動(dòng)，造成保護(hù)裝置的反復(fù)動(dòng)作，復(fù)歸。此時(shí)，雖然上送主站端一連串的保護(hù)信號(hào)，但是relay_hold_time是以第一次上送的保護(hù)信號(hào)時(shí)間為基準(zhǔn)，開(kāi)始計(jì)時(shí)。通過(guò)上面的分析，我們提出了可行的解決辦法，即每次上送保護(hù)信號(hào)后，把relay_hold_time重置。這樣就能在發(fā)生輕微接地故障時(shí)，避免因?yàn)榕渚W(wǎng)終端早于變電站出線開(kāi)關(guān)120s保護(hù)動(dòng)作并上送信號(hào)時(shí)，配網(wǎng)終端保護(hù)信號(hào)提前復(fù)歸，而使配網(wǎng)自愈失敗的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，自愈功能是否可靠實(shí)用的問(wèn)題十分重要，自愈功能的成功與否直接關(guān)系到配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)以及配電線路的停電時(shí)長(zhǎng)。我們?cè)谶@次配網(wǎng)自愈失敗的分析過(guò)程中，遇到了保護(hù)信號(hào)保持時(shí)間參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題我們提出了一些改進(jìn)方法，并且在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。在以后進(jìn)一步的使用與工作中，我們會(huì)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，希望配網(wǎng)自愈成功率越來(lái)越高。

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