220kV線路故障跳閘監控快速判別方法探究

伍太萍，熊曉亮，戴子明，溫錢明，杜中劍，胡治中，呂順喜

0 引言

為提高電網應急處置效率，加快恢復故障停運線路，要求監控員在線路故障停運后立即收集相關監控告警信息，綜合判別確認站內設備具備線路遠方試送操作條件后，向調度員匯報，再根據調度指令執行線路遠方試送操作。

線路故障停運監控判別用時=監控員向調度員匯報站內設備是否具備線路遠方試送操作條件時間-故障發生時間。以2014年4月27日11時10分220 kV永盤I線故障跳閘為例，處置用時如圖1所示。

圖1 220 kV線路故障停運處置時序

可見，監控員匯報站內設備是否具備試送條件的時間直接影響了調度下達試送指令時間和線路恢復送電時間。因此，研究監控員快速判別線路故障跳閘方法，對減少線路故障停運時間，提高電網故障處置效率有著重要的意義。

1 220 kV線路故障監控判別現狀

如圖2中虛線框內所示，220 kV線路故障停運后監控判別流程共包含：確認開關變位和潮流變化、初步分析判斷、簡要匯報調度員故障情況、檢查確認監控告警信息、綜合分析判斷、匯報調度站內設備是否具備試送條件等6個環節。

圖2 線路故障停運后監控試送流程

如圖3所示，對南昌地調2014年以來歷次220 kV線路故障停運監控判別用時進行統計分析后得出，“檢查確認監控告警信息”和“綜合分析判斷”兩個環節用時在監控判別總用時中占比較大，占比71.64%。因此，縮短這兩個環節用時，即可提高220 kV線路故障監控判別效率。

圖3 南昌地調線路故障監控判別各環節用時圖

2 220 kV線路故障監控判別分析

導致監控員“檢查確認監控告警信息”和“綜合分析判斷”用時長的主要原因有：

1）無效監控信息多。無效監控信息將極大地增加監控員檢查并確認監控告警報文、光字牌和綜合分析判斷這個兩個環節的時間，從而使監控判別總時間增加。

2）監控信息不規范。各線路故障跳閘時，因不同廠家、不同設計等因素造成的監控信息不規范，會增加監控員分析判斷難度，不利于監控員快速分析故障報文，增加監控員判別時間。

3）監控員故障跳閘分析水平不高。監控員不知道要找到哪些關鍵信號進行分析，對信號不能準確辨別，易受其它無關信號干擾，導致判別時間過長或判別結果不準確。

對于前2個問題，可以通過開展220 kV線路監控信息整治工作，刪除無效信息，對監控信息進行規范命名來解決，線路故障跳閘時的無效監控信息減少后，監控員可以一目了然地看到重要、有效的全部跳閘信息，監控信息規范命名后，方便監控員對信息的理解和分析，有利于監控員的快速分析、判斷，從而縮短監控判別時間。如何提高監控員對220 kV線路故障跳閘的分析水平，可以通過編制典型故障跳閘報文、加強監控員培訓等措施來實現，現結合實際提出一種220 kV線路故障監控快速判別方法和流程，用于監控員的培訓和實操，具有很好的實用性。

3 220 kV線路故障監控快速判別方法

3.1 220 kV線路故障分類

按照故障復雜程度，220 kV線路故障可以分為“簡單故障”和“組合故障”。簡單故障是指線路發生的一種故障類型，如：“線路故障跳閘，重合不成功”。組合故障是指線路發生兩個或多個關聯性事故，這些事故存在著邏輯因果關系。220 kV線路故障分類如圖4所示。

圖4 220 kV線路故障分類

3.2 不含時序特征信號統計快速判別方法

當220 kV線路故障跳閘發生時，線路間隔會發出一系列的帶時序的告警信號，如開關變位、保護出口、重合閘出口等。對歷次跳閘后產生的報文進行分析后發現，特別是常規綜自站，只有如開關變位、保護出口、重合閘出口硬接點信號的時序符合正常的動作邏輯，主保護出口、后備保護出口等軟報文由于信息通訊或規約轉換等方面原因，與保護出口等硬接點信號相比有一定的延時，各保護裝置之間保護出口軟報文的時序也不完全符合實際，給監控員的分析帶來較大的困難。且保護出口硬接點信號目前一般為磁保持節點，動作后需要人工復歸。因此，對監控員來說，通過保護出口硬接點或軟報文和開關變位的時序的方法來進行故障分析判斷，需要花費較多時間，而且不一定準確，不適用于監控員對220 kV線路故障的快速判別。

圖5 220 kV線路故障監控快速判別流程

220 kV線路故障監控快速判別流程如圖5所示。當有220 kV線路開關事故跳閘時，若只有單一開關跳閘，則進入220 kV線路簡單故障快速判別流程。

1）開關最終在合位，判斷是否有保護A（B、C）相跳閘信息：有任一套保護某相跳閘信息，則判別結果為線路該相故障，重合成功；否則，結果為線路單相故障，重合成功。

2）若開關最終在分位，先判斷是否有保護重合閘出口信息：

有重合閘出口，再判斷是否存在任一套保護后備保護出口信號，無后備保護出口則判別為線路單相故障，重合成功，再故障直接三跳（重合閘充電未滿）；若有任一套保護后備保護出口，則再判是否有任一套保護A（B、C）相跳閘動作兩次，有則判別結果為線路該相故障，重合不成功，否則為線路單相故障，重合不成功；

若無重合閘出口，再查找OMS系統中有無相應線路重合閘退出記錄，有則判斷為線路故障，直接三跳不重合；若無相應記錄，則判斷為線路相間故障，不重合。

若同時有多個開關跳閘，進入組合故障判別流程。若相應220 kV母線失壓，則檢查失壓母線上是否有仍在合位的線路開關，再檢查是否有該線路主保護出口、母線失靈保護出口信號，有則判斷為線路故障、開關失靈跳母線。

4 結語

國家電網公司“大運行”體系建設以來，為了提升電網應急處置效率，明確無人值守集中監控變電站的220 kV及以上故障停運線路，由監控員確認是否具備遠方試送條件后向調度員匯報，再由監控員執行調度員下達的遠方試送操作。本文提出一種監控員快速判別220 kV線路故障跳閘的方法，以及監控信息整治等改進措施，可以有效縮短監控判別用時，提升線路故障處置效率，從而減少220 kV線路的故障停運時間，提高電網供電可靠性。

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