提高小電流接地故障定位準(zhǔn)確率

孫桂花

（國網(wǎng)山東省菏澤市定陶區(qū)供電公司，山東 定陶274100）

1 選擇課題

供電可靠性要求。現(xiàn)代社會對供電可靠性的要求越來越高，饋線自動化作為配電系統(tǒng)提高供電可靠性最直接、最有效的技術(shù)手段，對其動作成功率的要求也越來越高。

運(yùn)行指標(biāo)要求。省公司配電自動化系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)要求：配網(wǎng)小電流接地故障定位成功率≥95%。

定陶電網(wǎng)實際情況。定陶區(qū)供電公司2019 年1—12 月份配網(wǎng)小電流接地故障定位成功率僅為53%，與省公司提出的95%以上的要求存在一定的差距。

因此，選定提高小電流接地故障定位準(zhǔn)確率作為本次QC活動的課題。

2 目標(biāo)確認(rèn)

根據(jù)定陶區(qū)供電公司的要求，本次QC小組將目標(biāo)設(shè)定為：將定陶電網(wǎng)10 kV出線小電流接地故障定位準(zhǔn)確率提高至95%以上。目標(biāo)設(shè)定如圖1所示。

圖1 活動目標(biāo)值

3 原因分析

為了更好地實現(xiàn)目標(biāo)，對造成小電流接地故障定位準(zhǔn)確率低的主要癥結(jié)“配電終端故障”進(jìn)行分析，找出8項末端因素，經(jīng)過分析調(diào)查，確定導(dǎo)致配電終端故障的8個末端因素為：EMS通信接口故障、終端在線率低、蓄電池不合格、溫度高、雷雨天氣、配電終端缺陷未能及時消除、保護(hù)定值整定不合理、通信網(wǎng)絡(luò)故障。

4 要因確認(rèn)

4.1 EMS通信接口故障

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)配電線路發(fā)生故障時，EMS系統(tǒng)必須同時給配電自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)“開關(guān)變位”信號和“保護(hù)信號”信號，F(xiàn)A 才會啟動，但由于EMS通信接口經(jīng)常發(fā)生故障，會導(dǎo)致EMS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)信號失敗的情況。針對這一現(xiàn)象對2019 年1—12 月EMS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)信號失敗次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果如圖2所示。

圖2 EMS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)信號失敗次數(shù)統(tǒng)計圖

由圖2 可以看出，由于EMS 轉(zhuǎn)發(fā)信號失敗次數(shù)為107 次，占導(dǎo)致FA 未啟動因素的比例為60.45%，進(jìn)而對2019年1—12月份EMS信號轉(zhuǎn)發(fā)成功率進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)EMS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)信號成功率為88.7%，不符合標(biāo)準(zhǔn)，影響嚴(yán)重。因此該項為要因。

4.2 端在線率低

對2019年1—12月終端在線情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，配網(wǎng)終端平均在線率為96.47%，說明終端在線率低對小電流接地故障定位準(zhǔn)確率的影響較小。因此該項為非要因。

4.3 蓄電池不合格

對定陶16 座變電站的蓄電池進(jìn)行了現(xiàn)場檢測，并統(tǒng)計了各個變電站的蓄電池合格率。檢測結(jié)果表明，定陶區(qū)內(nèi)15座變電站的蓄電池合格率為99.5%，高于后備電源管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定蓄電池合格率98%以上，對小電流接地故障定位的影響較小，因此該項為非要因。

4.4 溫度高

環(huán)境溫度過高導(dǎo)致小電流故障定位裝置過熱，造成故障定位功能失敗，裝置無法定位出故障區(qū)段。

為保險起見，小組對裝置在現(xiàn)有最高溫度下進(jìn)行小電流故障定位功能驗證。試驗溫度取35 ℃，使裝置XHK-II與XJ-200在此溫度下連續(xù)運(yùn)行72 h，驗證小電流接地故障能否正確動作。每臺裝置進(jìn)行25次試驗，隨機(jī)選取5 個通流間隔，每個間隔接連進(jìn)行5次重復(fù)，促使小電流接地故障定位的裝置發(fā)熱。

經(jīng)試驗，高溫環(huán)境下，小電流故障定位的裝置可正常識別故障間隔，故障定位正確。因此，小組確認(rèn)環(huán)境溫度過高為非要因。

4.5 雷雨天氣

研究分析了2019年7—9月雷雨天氣小電流接地故障告警情況，并對FA成功動作次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，如表1所示。

表1 雷雨天氣小電流接地故障告警情況統(tǒng)計

根據(jù)2019年7—9月雷雨天氣小電流接地故障情況及FA動作成功率統(tǒng)計可知，在雷雨天氣多發(fā)的季節(jié)FA動作成功率為95.4%，對小電流接地故障定位的影響較小。因此該項為非要因。

4.6 配電終端缺陷未能及時處理

配電終端的故障是無法避免的，盡早發(fā)現(xiàn)、排除故障就顯得尤為重要。目前發(fā)現(xiàn)配電終端的故障有2 種方式：現(xiàn)場巡視發(fā)現(xiàn)和主站側(cè)發(fā)現(xiàn)。小組人員通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實際工作過程中，雖然也會不定期組織排查、處理配電終端缺陷，但由于缺乏配電終端缺陷處理規(guī)范，造成缺陷無法發(fā)現(xiàn)或者無人處理的情況發(fā)生，不滿足配電終端缺陷消除率100%的要求，直接影響了FA動作成功次數(shù)，如圖3所示。

圖3 2019年4月OMS中處理缺陷統(tǒng)計圖

綜上所述，配電終端不能及時消缺對小電流接地故障定位確有影響，因此該項是要因。

4.7 保護(hù)定值整定不合理

QC 小組成員對定陶地區(qū)16 座變電站的小電流接地故障定位保護(hù)定值合格率進(jìn)行統(tǒng)計可知，定值整定合格率為100%，符合現(xiàn)場要求，幾乎對小電流接地故障定位的準(zhǔn)確率無影響。因此，該項為非要因。

4.8 通信網(wǎng)絡(luò)故障

分布式故障定位，利用的是相鄰饋線終端的相互通信，以獲取暫態(tài)零序電流的故障信息，來確定故障區(qū)段。相鄰饋線終端采用光纖通信時，裝置間相互通信在10 ms 以內(nèi)，保證調(diào)取錄波數(shù)據(jù)的實時性；采用無線通信時，故障前錄波數(shù)據(jù)的長度需要根據(jù)信道情況設(shè)定。通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的好壞，直接影響相鄰饋線終端的相互通信，嚴(yán)重影響故障定位的準(zhǔn)確性和可靠性，故對通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置應(yīng)高度重視。

目前定陶變電站使用的2G 與3G 網(wǎng)絡(luò)傳輸速度慢，穩(wěn)定性及傳輸速率為90%，以不能滿足小電流接地故障定位對網(wǎng)絡(luò)的需求，對小電流接地故障定位準(zhǔn)確率的影響較大，故此相是要因。

5 制定對策

QC 小組針對EMS 通信接口故障、通信網(wǎng)絡(luò)故障及配電終端缺陷未能及時消除3 點(diǎn)要因，進(jìn)行了討論分析并制訂了對策實施表，如表2所示。

表2 對策實施表

6 對策實施

6.1 實施一：對EMS通信接口設(shè)備排查、消缺

6.1.1 對通信接口故障進(jìn)行集中消缺

小組成員在對定陶區(qū)16座變電站、98條線路的通信設(shè)備進(jìn)行多次試驗、分析后，確定故障是通信線路在低溫條件下內(nèi)部纖芯處于一定彎曲半徑下容易斷裂致使光衰過大所致。

調(diào)控分中心專門成立EMS通信接口的更換消缺小組，經(jīng)過2 個月的時間，完成對16 個變電站、98條線路的通信設(shè)備接口的更換工作，所有通信設(shè)備更換為新型號設(shè)備，EMS 轉(zhuǎn)發(fā)接口穩(wěn)定性得到大幅度提升。

2020年4月底，現(xiàn)場對16個變電站、98條線路的通信設(shè)備的EMS 接口進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)EMS 通信接口故障次數(shù)為零。

6.1.2 采用直采方式將三遙信息上送DMS主站

采用直采的方式將“開關(guān)變位”以及“保護(hù)信號”信息由變電站內(nèi)通信終端直接發(fā)送至DMS 系統(tǒng)，代替原來由EMS 轉(zhuǎn)發(fā)到DMS 系統(tǒng)的方式，這樣可以簡化信息傳輸?shù)牧鞒?，降低信號在傳輸過程中丟失的風(fēng)險。

小組成員對定陶16座變電站進(jìn)行檢查并對不是直采的變電站進(jìn)行改造，目前定陶配網(wǎng)16座變電站全部是直采，EMS轉(zhuǎn)發(fā)0座。

對于配網(wǎng)變電站內(nèi)三遙信息通過EMS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)方式來實現(xiàn)的變電站，當(dāng)發(fā)現(xiàn)EMS系統(tǒng)未給配網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)開關(guān)變位信息或保護(hù)信號時（無論是EMS轉(zhuǎn)發(fā)前置未收到還是EMS實時前置未收到變電站端上送的信息），經(jīng)與自動化班人員核實后，自動化班人員協(xié)調(diào)廠家排查、解決。

6.2 實施二：對通信網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)及對自動化人員進(jìn)行培訓(xùn)

6.2.1 對通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)

目前，定陶區(qū)供電公司所有變電站使用的都是2G 或3G 網(wǎng)絡(luò)，已不能滿足小電流接地故障定位的要求，根據(jù)現(xiàn)在通信技術(shù)的發(fā)展變電站的網(wǎng)絡(luò)通道即將換成4G 網(wǎng)絡(luò)。QC 小組成員結(jié)合小電流接地故障定位裝置對4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸進(jìn)行試驗發(fā)現(xiàn)，站內(nèi)的信號傳播速度快，小電流故障定位迅速，能及時定位故障區(qū)段，恢復(fù)非故障區(qū)段的正常供電，故障定位失敗率為零。

6.2.2 對自動化通信人員進(jìn)行培訓(xùn)

確定培訓(xùn)內(nèi)容。針對通信人員操作水平差距大的現(xiàn)狀，為切實提高業(yè)務(wù)水平，小組成員制訂了詳細(xì)的培訓(xùn)計劃。

組織人員進(jìn)行培訓(xùn)。結(jié)合實際工作情況，從自動化主站、通道、終端設(shè)備及現(xiàn)場操作等各個方面對相關(guān)人員每2周組織一次集中培訓(xùn)。

考核評價。為鞏固和提高培訓(xùn)效果，結(jié)合培訓(xùn)內(nèi)容每月進(jìn)行1 次考試，對考試不合格者進(jìn)行針對性的封閉復(fù)習(xí)并小組成員對培訓(xùn)人員考核內(nèi)容及合格率統(tǒng)計。

6.3 實施三：集中處理配電終端缺陷

6.3.1 制定配電自動化現(xiàn)場設(shè)備檢測消缺規(guī)范

為保證配電終端消缺工作的順利開展，小組成員組織編制了《配電自動化現(xiàn)場設(shè)備檢測消缺規(guī)范》。從界面劃分、運(yùn)行管理、檢修管理、缺陷管理等方面為消缺工作提供依據(jù)，進(jìn)而針對各類配電終端制定檢驗、消缺標(biāo)準(zhǔn)。

6.3.2 結(jié)合春檢對配電終端設(shè)備故障集中檢查消缺

配電運(yùn)維班組織人員、車輛對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行消缺。2020年3月28日—4月28日，共計使用技工15人/次（人員應(yīng)多于車輛次數(shù)），車輛5輛/次，對135個配網(wǎng)終端進(jìn)行故障分析、消缺。

7 效果檢查

7.1 目標(biāo)值檢查

2020年4月，QC活動的對策完全實施完畢，為驗證對策實施的效果，小組成員對2020年5—6月小電流接地故障定位情況進(jìn)行統(tǒng)計，如表3所示。

表3 2020年5-6月小電流接地故障定位情況

由表3 中的數(shù)據(jù)可以看出，小電流接地故障定位準(zhǔn)確率從活動前的53%提高到97%，高于目標(biāo)設(shè)定值95%，有效降低了小電流故障定位時間，提高了供電可靠性。

7.2 主要癥結(jié)解決情況

小組成員對2020年5—6月小電流裝置定位結(jié)果錯誤類型進(jìn)行了統(tǒng)計，如表4所示。

表4 5-6月小電流裝置定位結(jié)果錯誤類型統(tǒng)計

8 鞏固措施

為鞏固已經(jīng)取得的成果，小組針對各項對策實施后取得的成果，通過以下措施加以鞏固。

結(jié)合對策實施，小組制定了《菏澤市終端管理實施細(xì)則》和《菏澤市配網(wǎng)異動管理手冊》保證定陶電網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)運(yùn)行符合電網(wǎng)安全需要，配網(wǎng)自動化制定了提高配網(wǎng)自動化系統(tǒng)管理標(biāo)準(zhǔn)，重新理順了管理流程，明確人員方面管理職責(zé)、管理要求等內(nèi)容，從而使電網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)遙控監(jiān)視管理規(guī)范化、制度化。