利用計量終端配變失壓信號實現10kV線路開關停電智能判斷

陳恒

摘要 配電網在電力系統中負責將電能分配給各用戶，湛江地區的配電網組合模式不僅結構復雜且電力網運行效率偏低，每當線路故障跳閘，運維人員往往都需要在巡查線路過程中進行全線巡查，需要花費大量的人力和物力，存在三個特點：一是用時過長;二是需要大量的人手;三是供電可靠性隨之降低。湛江局通過深入思考和探索，自主開發利用計量終端配變失壓信號實現lOkV線路開關停電智能判斷功能，對改善配電網的調度運行故障處理的工作效率有著重要的作用。

【關鍵詞】計量自動化系統 配變失壓信號 智能判斷

目前，湛江局配網線路僅安裝了35臺智能開關、1900套故障指示器，配網自動化設備覆蓋率偏低，沒有相應的設備獲取線路實際運行數據，只能通過EMS系統實現對站內饋線開關的監控，配網調度無對lOkV線路的實時運行情況進行有效監控，基本處于“盲調”狀態，導致故障處理時間過長，影響供電可靠性。

通過調查研究，湛江地區配變的計量終端覆蓋率為100%，在線率可達到97.81%。具有設備的覆蓋范圍廣，數據有效性高的優勢，本項目是利用到現有的計量系統配變失壓數據，在配網自動化系統內開發智能判斷的功能，對數據進行采集、分析，從而向用戶推送停電開關。同時開發的成本低，具有充足的可行性。

1 饋線故障的定位、診斷

配電網作為發電廠供電的核心組成要件，其應該實現故障智能診斷，從而提高配電網調度運行的水平。配電網運行需處理好饋線故障問題，防止停電時間過久帶來的不便。配電網自動化的最終目的是盡快定位饋線故障，具體措施如下：

（1）配變計量終端能準確測量有功電量、無功電量、電壓、電流等參數，給供電人員統計、分析數據帶來方便，若很好應用于臺區的計量的各項功能，實現臺區供電情況的自動遠程獲取，直接用于故障判斷，將減少人力物力。

（2）計量自動化系統的統一平臺采集各廠站、電廠、專變、公變及低壓用戶的各類數據，各類數據綜合應用，除可滿足自動化抄表之外，對電網的監測、用電檢查、電能質量監測、負荷管理、線損管理、需求側管理決策都提供了非常重要的數據和依據，借助計量自動化系統的建設和數據傳遞，開發其他系統功能模塊新技術應用，促進配網調度運行管理提升。

（3）智能配電網的故障診斷研究具有重要的現實意義。本項目在配電網故障診斷中引入較為適用、合理的判斷邏輯，解決了大部分配電網事故的問題。

（4）配電網單線圖是配電網絡中比較重要的圖形，電力運行人員可以通過它監視配電網的運行狀態，給調度員對配電網的分析調控帶來巨大便捷。在配網自動化系統中配電網的單線圖拓撲對智能診斷開關停電具有重要的意義。

2 智能診斷功能特點

目前湛江局配網自動化建設正處于起步階段，配網自動化終端覆蓋率還很低，本項目通過配網自動化系統與省計量自動化系統、配網單線圖系統的數據對接，通過充分利用已有的配變計量自動化終端數據，判斷臺變失壓，實現支線停電智能輔助判斷的全覆蓋，實現lOkV支線停電判斷、告警功能，輔助配網調度員進行故障分析，達到故障快速判斷，進而達到故障快速處理，快速復電減少故障停電時間，提高供電可靠性以及客戶滿意度的目的，同時，大大減輕了運維人員的查障工作量和安全風險。

3 功能原理及結構方案

如圖1所示。

3.1 數據獲取

（1）開關跳閘;

（2）配變計量終端感應到線路已失電，使用終端配變自帶的電池，觸發停電告警信號，通過湛江計量系統服務器發送至省計量自動化系統：

（3）省計量系統再向湛江配網集約化系統提供配變失壓數據。

3.2 判斷邏輯

判斷邏輯是的本項目的核心，在配網自動化系統智能判斷停電開關技術中是不可缺少的部分。通過設置一臺分段開關后段線路中若干個配變失壓，避開因運維人員檢修或單臺配變故障引起的失壓導致的誤判，最后系統綜合分析，從而推斷開關跳閘結果，具體設置邏輯如下：

（1） -條支線上如果是若干個配變，當發生單臺變失壓，配網自動化系統檢測不到第二臺配變的失壓信號，則不作開關停電判斷和推送，只在停電信息告警窗口發出該臺配變的失壓信號，供調度員參考;

（2）同樣情況，配網自動化系統采集兩臺或以上數量的配變失壓信號，是線路開關停電判斷更為可靠，規避了誤判的可能。

3.3 智能判斷

配網自動化系統檢測到一條線路上兩臺及以上的配變失壓信號后，利用現有的計量自動化臺變終端（電能表）數據和GIS單線圖系統設備拓撲關系，結合調控中心配網自動化主站系統建設高級應用功能，將臺變終端數據和GIS單線圖導入配網自動化主站系統，通過信息收集、事項分組、停電位置定位和停電事項顯示四個過程的算法，實現邏輯判斷，達到lOkV支線停電判斷的目標。完成一次事故的跳閘判斷用時只需要5分鐘。如圖2所示。

4 配變失壓信號的采集時間

配變失壓信號的采集時間的長短是實現快速判斷、快速通知用戶的關鍵。在功能模塊建設初期，配網自動化系統向省計量自動化系統采集數據是60分鐘/次，耗費時間過長，這遠遠不能滿足我們的需求。經過實踐嘗試，在不影響服務器可以承受的工作強度的基礎上進行調整，目前實現了15分鐘采集一次，有效的提高了數據傳輸的時效性。

5 項目優勢

（1）項目僅在現有設備基礎上搭建，無需額外購買設備，充分利用資源，做到花小錢、辦大事，解決了配網調度盲調的問題，對湛江配網調度工作有開創性意義。

（2）實現了lOkV支線停電判斷、告警功能，輔助配網調度員進行故障分析，達到故障快速判斷等功能。該成果在湛江局現處于試運行階段，效果良好，實現了故障快速定位、快速隔離、且快速恢復非故障段線路供電，得到各運維部門一致認同。

6 成果收益

（1）實施本項目后，能夠使配網調度快速獲知停電范圍，迅速開展相關的線路查障工作，切實解決了配網調度“盲調”的問題;

（2）大大縮短了線路故障處理時間。改變了一旦線路跳閘，巡線人員必須全線巡查后才能明確跳閘開關的狀況，使巡查工作更直接、更節省巡查時間;

（3）延長了電力供應時間，從而增加了電力企業的經濟效益。經研究，本項目實施后，供電時間較以往增加了2700小時，通過更大的技術改進，確保電力有效供應時間將持續增加，對企業的經濟效益的增加有較大的幫助，同時也大大提高了客戶的滿意度等無形的收益。

7 功能優化

（1）經過數據統計，目前配網自動化系統從省計量系統獲取數據的時效性仍然不能滿足實際應用需求，仍有提升的空間，例如方案一，建設海量數據庫，整改數據庫的獲取速度，同時提高后臺服務器的運作能力，最大化、最迅速的向用戶推送配變計量數據;方案二，在地區的計量系統服務器前置借口提前提取計量數據，無需等待數據來回于計量自動化系統，減少中間傳遞的過程，使數據直達配網自動化系統等，以達到實時監視配網線路運行情況的效果。

（2）隨著運行時間越來越久，配變計量終端的電池將會逐步老化、失效，導致配變停電后無法發送配變停電告警信號，進而影響lOkV線路開關停電判斷的準確率。可通過提升日常運行管理進行把控，對配變計量終端的日常巡查維護到位，梳理統計計量終端電池失效的配變，及早更換失效電池，以達到大幅提升判斷準確率的目的。

8 結論

在當前，我國社會主義現代化建設各個行業經濟效益持續上升的背景下，配電網供電系統的持續、安全、穩定運行為社會化大生產提供了重要保障。特別是在線路設備故障后，電能供應必須快速恢復，否在將造成用戶的正常生活需要和生產需求。開發利用計量終端配變失壓信號實現lOkV線路開關停電智能判斷技術，為快速恢復用戶供電提供了有力的條件，通過不斷的優化功能配置，將有利于不斷提升配網調度運行工作效率。

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