WOS系統(tǒng)在配網(wǎng)故障處理中的應(yīng)用

馬立軍

摘要：智能配電變壓器（簡稱配變）由于加裝了低壓無功補(bǔ)償裝置，可以進(jìn)行就地分散補(bǔ)償無功，對(duì)于提高線路供電合格率， 減少電壓波動(dòng)，降低線路損耗有很大的作用，因而在配電網(wǎng)10 k V線路中得到廣泛應(yīng)用。實(shí)際上，由于各臺(tái)區(qū)負(fù)荷分布不均勻、負(fù)荷性質(zhì)各不相同等特點(diǎn)，同時(shí)各10kV線路長短不一，因此，智能配電變壓器低壓無功補(bǔ)償裝置在實(shí)際運(yùn)行中的補(bǔ)償效果并不理想。尤其是安吉地區(qū)農(nóng)村家庭工廠數(shù)量較多，這些加工廠由于單臺(tái)機(jī)組規(guī)模較小，增加了公共變壓器（簡稱公共變壓器）的無功輸出，大多直接接入公共變壓器進(jìn)行用電，導(dǎo)致配電變壓器功率因數(shù)低，從而導(dǎo)致線路功率率低。針對(duì)各地區(qū)供電服務(wù)質(zhì)量不斷提高，如無功率、電壓穩(wěn)定等，需要對(duì)10kV線路及其智能配電變壓器的無功狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，有利于從源頭上控制無功電壓，提高線路供電合格率，降低線路電壓波動(dòng)。為此設(shè)計(jì)了一套10kV配電網(wǎng)線路及其智能配變無功狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)10 k V配電網(wǎng)線路及其智能配變的無功在線監(jiān)測(cè)。當(dāng)配電網(wǎng)10kV線路或智能配變發(fā)生無功倒送或者功率因數(shù)過低時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警，提醒調(diào)控員查看相關(guān)線路及其智能配變的無功狀態(tài)。通過統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)長期無功過補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)淖儔浩?，為運(yùn)維單位及時(shí)調(diào)整變壓器無功配置提供參考。

關(guān)鍵詞：WOS系統(tǒng)；配網(wǎng)故障；處理；應(yīng)用

導(dǎo)言：由于各地區(qū)發(fā)展不均衡， 在大多數(shù)地區(qū)配電網(wǎng)10 k V線路中智能配變并沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控，因此，控制器不能直接檢查配電變壓器的無功狀態(tài)?；诤Ｑ鸽娋W(wǎng)數(shù)據(jù)庫，利用VBA軟件設(shè)計(jì)了一套10kV線路及其智能無功狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)。當(dāng)配電網(wǎng)中的10kV線路或智能配電變壓器發(fā)生無功反向或功率因數(shù)過低時(shí)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警，提醒控制器檢查相關(guān)線路及其智能配電變壓器的無功狀態(tài)。運(yùn)行一段時(shí)間后，該平臺(tái)可為控制器提供輔助判斷功能，分析線路無功狀態(tài)，減少控制器工作量，提高工作效率，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

1配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能

1.1 基本功能

OPEN3200是蘇州地區(qū)目前使用的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由南瑞開發(fā)的一個(gè)友好便捷的人機(jī)界面。按功能分類，主要是系統(tǒng)支撐平臺(tái)、監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集（SCADA）功能、饋線自動(dòng)化功能、配網(wǎng)分析應(yīng)用和配網(wǎng)仿真5大類。作為調(diào)度員，最關(guān)心的就是如何在OPEN3200系統(tǒng)中正常操作和事故處理.在OPEN3200系統(tǒng)中，最常用的就是SCADA功能和饋線自動(dòng)化功能。SCADA功能用于數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，主要包括“三遙”以及告警查詢功能[2] 。本文重點(diǎn)介紹饋線自動(dòng)化功能，主要應(yīng)用于事故處理。

1.2 饋線自動(dòng)化功能

1.2.1 故障隔離及供電恢復(fù)

故障定位完成后，根據(jù)不同的故障點(diǎn)，故障隔離和恢復(fù)方案略有不同。如果是出線故障，由于電源側(cè)斷路器保護(hù)動(dòng)作，開關(guān)跳閘，故故障恢復(fù)方案只需打開出線電纜另一側(cè)的配電開關(guān)，然后在下游無故障區(qū)域?qū)ふ液线m的供電線路。如果是中間線路故障，拔出故障電纜兩側(cè)的配電開關(guān)，故障隔離后，分別恢復(fù)上游和下游區(qū)域；如果是終端線路故障或用戶故障，故障隔離后，可以對(duì)前部進(jìn)行測(cè)試和交付。

目前，蘇州市區(qū)的OPEN3200系統(tǒng)的配網(wǎng)自動(dòng)化自愈功能還未完全開放，故障定位后，需要DA邏輯和人工判斷相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)故障的隔離和供電恢復(fù)。今后將不斷完善故障定位功能，提高故障定位準(zhǔn)確率，在條件成熟時(shí)，投入配網(wǎng)自動(dòng)化自愈功能，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)隔離和自動(dòng)恢復(fù)，提高供電可靠性，進(jìn)一步提升配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)用水平。

1.2.2故障處理模式

實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化 ，將成為提高供電可靠性的有效手段。通常，饋線自動(dòng)化故障處理模式主要有3種：基于重合器的故障處理模式、基于主站監(jiān)控的故障處理模式以及基于系統(tǒng)保護(hù)的故障處理模式。

2 配網(wǎng)常見的幾種故障類型及傳統(tǒng)的處理方法

福州配電網(wǎng)為10KV系統(tǒng)，其接線方式主要分為架空線路、電纜環(huán)網(wǎng)柜和混合線路三類。由于配電網(wǎng)設(shè)備種類繁多，同一類型的設(shè)備種類不同，繼電保護(hù)的邏輯和信號(hào)稍有不同，很難根據(jù)保護(hù)信號(hào)的數(shù)據(jù)做出判斷故障點(diǎn)的規(guī)則。單個(gè)設(shè)備的故障類型很多，如不造成越級(jí)跳閘，不需要判斷故障范圍，“一遙”設(shè)備可以通過該設(shè)備的電流和故障指示器來判斷該設(shè)備是否還有電，并且通過遙控或者人工操作隔離；非“一遙”設(shè)備只能靠人工巡線發(fā)現(xiàn)并且隔離，繼而組織搶修工作。這里我們主要討論需要判斷故障范圍的情況。需要判斷故障范圍的情況主要有兩種：（1）變電站10kV饋線開關(guān)跳閘、帶保護(hù)的小區(qū)站所開關(guān)、線路上柱上開關(guān)跳閘；（2）失地。

這兩種類型的故障，傳統(tǒng)的處理方法主要是：

（1） 出現(xiàn)失地故障的情況下，通過逐條試?yán)У啬妇€上的饋線，判斷失地的饋線，將失地饋線停電，派搶修班人員現(xiàn)場(chǎng)查看失地饋線，靠肉眼查找設(shè)備的故障點(diǎn)，然后再進(jìn)行隔離、搶修和恢復(fù)供電。

（2） 開關(guān)跳閘的故障即派人員沿著跳閘的開關(guān)到斷點(diǎn)之間巡線， 逐個(gè)查看故障指示器動(dòng)作情況，查找故障點(diǎn)。

基本上傳統(tǒng)的故障處理方法都離不開巡線人員的現(xiàn)場(chǎng)巡線，而這樣的處理存在幾個(gè)問題：

（1） 福建是山區(qū)，山路都是架空線路， 有些架空線路又長又難走，巡線難度很大，耗時(shí)久。

（2） 配網(wǎng)的設(shè)備種類、型號(hào)多，繼電保護(hù)也都不一樣，故障類型也多，不容易判斷故障，要求現(xiàn)場(chǎng)的巡線人員有很豐富的經(jīng)驗(yàn)。

（3） 雷雨天氣巡線困難，尤其雷擊設(shè)備引起的故障很難用肉眼看出來。

（4） 如果電纜故障引起的接地?fù)p耗沒有引起饋線開關(guān)跳閘，故障指示燈不動(dòng)作，電纜埋入地下，根本無法用肉眼判斷，只能依靠分段測(cè)試傳輸，這將導(dǎo)致用戶多次停止送電，多次沖擊配電網(wǎng)設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)。

3應(yīng)用前景及改進(jìn)設(shè)想

3.1 在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用前景

配電自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)包含多個(gè)子系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)。在信息采集環(huán)節(jié)，iwos系統(tǒng)可以提供線路三相電流、故障原因、故障位置等信息。根據(jù)故障信息，配電自動(dòng)化系統(tǒng)可以自動(dòng)開斷故障區(qū)段的極性斷路器，切斷故障區(qū)段或采取其他措施，避免故障區(qū)段擴(kuò)大事故范圍，確保無故障區(qū)段不停電。同時(shí)，如果配電自動(dòng)化系統(tǒng)具有負(fù)荷分析和預(yù)測(cè)功能，iwos系統(tǒng)的負(fù)荷監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)功能也可以為其提供數(shù)據(jù)。

3.2 改進(jìn)設(shè)想

IWOS系統(tǒng)目前仍接入互聯(lián)網(wǎng)，其服務(wù)器為中國移動(dòng)為供電公司設(shè)置的專門服務(wù)器。在項(xiàng)目建設(shè)初始階段，系統(tǒng)網(wǎng)頁可通過互聯(lián)網(wǎng)直接訪問，后經(jīng)過改進(jìn)，須通過虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）訪問，增強(qiáng)了安全性，但仍存在一定的安全隱患，也不排除受到惡意攻擊的可能性。待北京市電力公司配網(wǎng)自動(dòng)化主站建成后，IWOS系統(tǒng)應(yīng)接入主站，同時(shí)關(guān)閉外部服務(wù)器，中斷外網(wǎng)傳輸功能。另外，系統(tǒng)可將故障定位在2個(gè)故障定位裝置之間，但若在同一線路上2套裝置距離較遠(yuǎn)則定位時(shí)范圍仍很大，例如在馮番路短路事故中，故障定位于2#桿到60#桿之間，搶修人員查線用了140 min。故在重點(diǎn)線路和長線路上，應(yīng)將故障定位裝置安裝得密集一些。

結(jié)束語

智能化配電網(wǎng)線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（IWOS）在國網(wǎng)北京密云供電公司已投運(yùn)2年多，其故障定性、定位功能在10 kV配網(wǎng)故障處理中發(fā)揮了很大的參考性作用，特別是故障定位功能，具有精確的方向性，有助于縮短監(jiān)測(cè)線路故障的處理時(shí)間。在配電自動(dòng)化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，在國家電網(wǎng)北京電力公司“雙核一體化”配電自動(dòng)化主站建設(shè)過程中，iwos系統(tǒng)將更好地融入北京電網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)。它以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在接入配電自動(dòng)化主站后也將發(fā)揮重要作用，有著光明的未來。今后，密云供電公司將繼續(xù)利用它加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)線路的監(jiān)測(cè)，認(rèn)真排查故障線路多發(fā)、區(qū)段多發(fā)、時(shí)段多發(fā)的事故隱患，制定事故預(yù)案。

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