配電網分支線跳閘預警研究

閔浩

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.042

摘 要：近年來隨著國網公司對城市配電網投資的加大，10 kV配電線路設備可靠性大大加強，但配網分支線路的運行可靠性較低。配電網由于配電自動化程度低，往往配電分支線跳閘后配網調度員無法及時掌握，給故障隔離和恢復造成困難。該文介紹了通過建立配電SCADA系統的配電網分支線跳閘預警軟件系統，實現配網分支線跳閘實時報警功能的方案。

關鍵詞：配電網 跳閘預警 配電自動化 軟件系統

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（a）-0042-02

隨著配電網改造的不斷發展，10 kV配電線路設備可靠性大大加強，特別是10 kV配網干線的運行可靠性得到極大的提高，但配網分支線路的用戶設備老舊、選型差、維護不力等因素，運行可靠性較低。因此，用戶設備故障造成線路跳閘是配網線路故障跳閘的主要原因。線路故障跳閘后，要隔離故障分支線路段，恢復非故障線路段供電是當務之急。在未找到明顯故障原因情況下，通常采用分段試送的方法確定故障位于哪個線路段，再逐一排查，排查效率十分低下。

1 地區配電網自動化系統現狀

配電網供電方式多是利用負荷開關將線路分段，這樣既可以做到分段檢修，又可以在故障時分段跳閘，避免造成全線停電。目前通常采用配電自動化系統，實現線路故障區段的定位、隔離，對非故障線路恢復供電，可縮小故障停電范圍，減少對用戶的停電時間，提高供電可靠性。該地區配電自動化程度仍然較低，配電自動化終端的上線低，數據可靠性差，無法達到調度員迅速判讀處理故障的要求，往往配電分支線跳閘后配網調度員無法及時掌握，給故障隔離和恢復造成困難。同時由于配電網擁有眾多的變電站、開閉所、配電變壓器及線路上的重合器、負荷開關、無功補償電容器等，如果僅僅利用配電自動化系統對這些變電站和配電設備全部進行監控，需要許多的配電終端或現場智能裝置，再把大量的深入到低壓用戶的自動讀表和控制終端包括在內，一個配電自動化系統的終端節點數量相當大，這樣做投資大，建設周期長，遠水解不了近渴。從配電網的安全角度出發，及時掌握配電線路跳閘情況，可以更快地隔離故障區域；從優質服務角度出發，快速將故障隔離后，可以及時恢復非故障線路，保障用戶電力供應；從科學調度角度出發，如果能充分發揮電網運行和用電信息大數據的作用，幫助調度員快速反應，科學決策。因此，在該地區建立配電網分支線跳閘預警系統具有一定的迫切性。

2 配電網分支線跳閘預警軟件系統設計

配電網分支線跳閘預警軟件系統在不增加配電二次終端硬件投資的情況下，利用現有的調度SCADA信息、用電信息采集系統中的配變信息、既有配電scada系統中的配電網信息技拓撲信息，建立基于配電SCADA系統的配電網分支線跳閘預警軟件系統，由系統來及時判斷配電網的跳閘故障并進行定位和告警。

配電SCADA系統是配電網分支線跳閘預警軟件系統的平臺，系統從調度SCADA系統中獲取10 kV出口斷路器信息，從營銷的用電信息管理系統獲取配電網臺區變壓器信息。

配電網分支線跳閘預警軟件系統包括接口模塊、拓撲模塊、負荷計算分析模塊、分支線跳閘故障定位模塊、告警模塊等。

2.1 系統構架

系統架構圖如圖1所示。

系統根據配電SCADA平臺提供的配電網一次網架拓撲信息，計算出項目中的基本單元分支線，該系統中的分支線定義為從配變臺區到最近一個分支開關的部分，同時也計算出每個分支線可能的10 kV電源點，當配電網一次網架發生變更時，系統進行計算。

系統實時計算分支線單元的總負荷，分支線總負荷與分支線理論負荷的差值，10 kV線路出口斷路器（即電源點）負荷與該線路理論負荷差值。

當分支線負荷差值越過閥值時，判斷該分支線出現負荷丟失，定位該分支線出現跳閘。當分支線負荷差值同相關電源點的負荷差值匹配度滿足閥值時，判斷是該線路出現負荷丟失，即該線路出現了分支線故障。

系統將分支線跳閘事件信息提供給告警模塊，由告警模塊進行事件告警，包括事件登錄、推圖、語音告警等形式。

2.2 接口模塊

接口模塊負責從其他信息系統獲取需要的信息，包括從調度自動化系統中獲取10 kV出口斷路器的開關狀態、有功、無功、電流、電壓、出口斷路器跳閘等實時數據和歷史數據；從營銷的用電信息采集系統中獲取臺區的有功、無功、電流、電壓等準實時信息。

2.3 拓撲模塊

拓撲模塊負責根據配電網一次網架信息生成分支線信息及其相應的電源點信息，并在網架變更時進行更新。

2.4 負荷分析模塊

負荷分析模塊負責計算分支線及電源點的理論總負荷和實時總負荷及其差值，理論總負荷來自該負荷前30 d的平均負荷。

2.5 分支線跳閘定位模塊

通過判斷分支線實時負荷同理論總負荷之間的差值百分比與指定閥值進行比較，大于閥值，則判斷為分支線發生跳閘事件。

通過判斷分支線負荷差值同相應電源點之間的差值百分比與指定閥值進行比較，大于閥值，則判斷為該電源點相關線路發生分支線跳閘事件。

2.6 告警模塊

告警模塊負責將產生的分支線跳閘事件生成報警。報警內容包括分支線在接線圖的位置、分支線對應電源點等信息，報警形式包括事件登錄、推圖、語音告警等。

3 配電網分支線跳閘預警軟件系統實施

2015年9月底，系統開發完成后，在馬鞍山供電公司調控中心進行了3組仿真試驗。

仿真試驗選取了林里變6604林新線綠洲茗苑1-1分支線進行試驗，試驗達到了預期效果。

經現場調試和試運行，目前系統運行正常，情況良好，運行安全穩定，采集數據準確無誤，判斷準確無誤。

4 結語

此系統前期已在馬鞍山供電公司調控中心投入運行，并且系統運行情況穩定，情況良好。

在現有配電自動化運動條件下，通過充分利用現有各相關信息系統的數據信息，能夠為調度人員提供更多的調度信息支撐。

該系統的研究及系統的成功實踐能提供較好的借鑒價值，在調控中心故障處理方面，具有較好的推廣價值和產業化前景。

社會效益：減少停電時間。

經濟效益：利用該系統快速準確地判斷配電線路的跳閘情況，減少不必要的停電時間，減少檢修費用。

管理效益：通過該項目研究配電網分支線跳閘預警系統，充分利用現有信息系統的數據實現分支線跳閘故障數據分析模型。

參考文獻

[1] DL/T 814-2013，配電自動化系統技術規范[S].國家能源局，2013.

[2] 劉健，沈兵兵，趙江河，等.現代配電自動化系統[M].中國水利水電出版社，2013.

[3] 汪永華，劉軍生.配電線路自動化實用新技術[M].中國電力出版社，2015.endprint