關于一次配網自愈失敗的分析

劉星　許志成　張志朋　王慎杰　馬寧　郭新

摘 要：目前，配電網自動化是電力系統現代化發展的必然趨勢，其覆蓋范圍也越來越廣。而其中的饋線自動化是配電自動化系統的核心組成部分，饋線自愈功能是配電自動化的重要環節。本文通過對配網饋線自愈功能失敗的分析，進而對配網自愈存在的問題進行深入探討和研究，綜合考慮配電網自動化系統的各種現狀，找出解決方法。

關鍵詞：配電自動化 自愈 保護信號

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0043-02

配電自動化系統是智能電網的一個重要環節，“經濟可靠，安全高效”是配電網自動化系統努力追求的目標，這對擴大供電容量、提高供電的可靠性、實現高效經濟運行具有重要的意義。目前，配網的故障處理策略功能是配電自動化系統的重要功能，是提高供電可靠性的關鍵。濱海供電公司采用的是主站集中式的配電自動化控制策略模式，以下簡稱為配網自愈功能。濱海供電公司的配網自愈功能具有經濟可靠的特點，并且可利用多源信息資源整合分析優化恢復策略，保證策略的可用性與最優性。但是此種自愈模式對配網主站的要求較高，需要主站側不斷總結經驗，根據現場實際情況，配置主站參數，以達到提高配網自愈成功率的目標。

1 配網自愈功能實現過程

以圖1的流程為例，詳細說明配網自愈的實現過程。配網自愈過程開始時，首先由配網主站系統監聽動作信號，當發生10kV出線開關跳閘加上其保護信號時，開始啟動自愈流程。為保證故障信號能夠完整上送到主站側，需要在故障分析開始前循環等待一段時間，此處我們設定的等待時間為40s。然后再依據配電終端設備上送的故障信號，完成配電網故障定位工作。如果不可由保護信號進行故障定位，則配網自愈功能中止，轉由人工操作；如果可完成故障定位，非故障區域的負荷轉供對可能的轉供方案進行優選，優選指標包括開關的可控能力、線路的轉代能力、設備的控制優先等級等。完成自愈方案的選擇后，進行自動執行，切除故障區域，并遙控恢復電源供電。

2 配網自愈失敗分析

2.1 配網自愈失敗過程還原

10月24日，發現某廠站201開關10kV出線發生接地短路，配網自愈功能啟動但自愈失敗，轉入人工手動進行故障處理，故障示意圖如圖2所示。此次配網自愈失敗之后，查詢配網自愈功能事故反演記錄，可以還原自愈過程如下。

10：50：02，配網饋線發生輕微接地故障，故障電流值越過配網終端K1～K4的零序接地電流定值，以上4個配網終端開始向主站端頻繁上送保護信號。此時由于是輕微接地故障，其故障電流值并未越過變電站內10kV開關201的零序電流定值，故此201開關并未跳閘。

10：51：33，配網10kV出線故障電流越過201的零序電流定值，201開關分閘，并收到201繼電保護裝置上送的保護信號。此時，配網自愈功能開始啟動。

10：52：13，經過40s延時，配電終端保護信號收集完成后，開始生成自愈策略。經分析后發現故障電流信號不連續，配網自愈中止，轉入交互模式，開始手動切除故障。

2.2 自愈失敗原因分析

經過對上面自愈失敗過程的分析，并且查詢系統內201開關出線的告警信息。我們得出了此次配網自愈失敗的具體原因。從圖3的時間軸中可以看出從0s開始，發生輕微接地故障，配電終端K1～K4開關向主站側發送保護信號，此時主站側的一個系統參數relay_hold_time（即保護信號保持時間）開始計時，當配電終端上送保護信號后，保持此信號的時間即relay_hold_time，超出relay_hold_time的時間設定，保護信號就會復歸。此時系統設定的保護信號保持時間為120s。當時間軸上91s時，接地故障電流超過201開關過流保護定值，201開關跳閘，自愈功能啟動，經過40s的數據收集時間，開始進行自愈策略的制定，此時時間軸上的時間為131s。而此時的K1～K4保護信號已經復歸，自愈系統不能查找到故障電流信號，所以此次自愈過程失敗。

3 自愈機制改進方法

根據上面的分析，我們發現保護信號在自愈功能開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現，輕微接地故障引起K1～K4的保護裝置告警信號，是在一段時間內頻繁上送，證明接地故障電流在配網終端的保護定值上下不斷擺動，造成保護裝置的反復動作，復歸。此時，雖然上送主站端一連串的保護信號，但是relay_hold_time是以第一次上送的保護信號時間為基準，開始計時。通過上面的分析，我們提出了可行的解決辦法，即每次上送保護信號后，把relay_hold_time重置。這樣就能在發生輕微接地故障時，避免因為配網終端早于變電站出線開關120s保護動作并上送信號時，配網終端保護信號提前復歸，而使配網自愈失敗的問題。

4 結語

在配電自動化系統中，自愈功能是否可靠實用的問題十分重要，自愈功能的成功與否直接關系到配電自動化系統運行指標以及配電線路的停電時長。我們在這次配網自愈失敗的分析過程中，遇到了保護信號保持時間參數設置不當的問題，針對這些問題我們提出了一些改進方法，并且在實際應用中取得了良好的效果。在以后進一步的使用與工作中，我們會不斷總結經驗，希望配網自愈成功率越來越高。

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