配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警研究

閔浩

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.042

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

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng) 跳閘預(yù)警 配電自動化 軟件系統(tǒng)

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(wǎng)改造的不斷發(fā)展，10 kV配電線路設(shè)備可靠性大大加強，特別是10 kV配網(wǎng)干線的運行可靠性得到極大的提高，但配網(wǎng)分支線路的用戶設(shè)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(shè)備故障造成線路跳閘是配網(wǎng)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(fù)非故障線路段供電是當(dāng)務(wù)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(qū)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀

配電網(wǎng)供電方式多是利用負荷開關(guān)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(tǒng)，實現(xiàn)線路故障區(qū)段的定位、隔離，對非故障線路恢復(fù)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(qū)配電自動化程度仍然較低，配電自動化終端的上線低，數(shù)據(jù)可靠性差，無法達到調(diào)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(wǎng)調(diào)度員無法及時掌握，給故障隔離和恢復(fù)造成困難。同時由于配電網(wǎng)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(guān)、無功補償電容器等，如果僅僅利用配電自動化系統(tǒng)對這些變電站和配電設(shè)備全部進行監(jiān)控，需要許多的配電終端或現(xiàn)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(nèi)，一個配電自動化系統(tǒng)的終端節(jié)點數(shù)量相當(dāng)大，這樣做投資大，建設(shè)周期長，遠水解不了近渴。從配電網(wǎng)的安全角度出發(fā)，及時掌握配電線路跳閘情況，可以更快地隔離故障區(qū)域；從優(yōu)質(zhì)服務(wù)角度出發(fā)，快速將故障隔離后，可以及時恢復(fù)非故障線路，保障用戶電力供應(yīng)；從科學(xué)調(diào)度角度出發(fā)，如果能充分發(fā)揮電網(wǎng)運行和用電信息大數(shù)據(jù)的作用，幫助調(diào)度員快速反應(yīng)，科學(xué)決策。因此，在該地區(qū)建立配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警系統(tǒng)具有一定的迫切性。

2 配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)設(shè)計

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

配電SCADA系統(tǒng)是配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)的平臺，系統(tǒng)從調(diào)度SCADA系統(tǒng)中獲取10 kV出口斷路器信息，從營銷的用電信息管理系統(tǒng)獲取配電網(wǎng)臺區(qū)變壓器信息。

配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)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(tǒng)構(gòu)架

系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

系統(tǒng)根據(jù)配電SCADA平臺提供的配電網(wǎng)一次網(wǎng)架拓撲信息，計算出項目中的基本單元分支線，該系統(tǒng)中的分支線定義為從配變臺區(qū)到最近一個分支開關(guān)的部分，同時也計算出每個分支線可能的10 kV電源點，當(dāng)配電網(wǎng)一次網(wǎng)架發(fā)生變更時，系統(tǒng)進行計算。

系統(tǒng)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(dāng)分支線負荷差值越過閥值時，判斷該分支線出現(xiàn)負荷丟失，定位該分支線出現(xiàn)跳閘。當(dāng)分支線負荷差值同相關(guān)電源點的負荷差值匹配度滿足閥值時，判斷是該線路出現(xiàn)負荷丟失，即該線路出現(xiàn)了分支線故障。

系統(tǒng)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(zé)從其他信息系統(tǒng)獲取需要的信息，包括從調(diào)度自動化系統(tǒng)中獲取10 kV出口斷路器的開關(guān)狀態(tài)、有功、無功、電流、電壓、出口斷路器跳閘等實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)；從營銷的用電信息采集系統(tǒng)中獲取臺區(qū)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(zé)根據(jù)配電網(wǎng)一次網(wǎng)架信息生成分支線信息及其相應(yīng)的電源點信息，并在網(wǎng)架變更時進行更新。

2.4 負荷分析模塊

負荷分析模塊負責(zé)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(fā)生跳閘事件。

通過判斷分支線負荷差值同相應(yīng)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(guān)線路發(fā)生分支線跳閘事件。

2.6 告警模塊

告警模塊負責(zé)將產(chǎn)生的分支線跳閘事件生成報警。報警內(nèi)容包括分支線在接線圖的位置、分支線對應(yīng)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(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)實施

2015年9月底，系統(tǒng)開發(fā)完成后，在馬鞍山供電公司調(diào)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(yù)期效果。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試和試運行，目前系統(tǒng)運行正常，情況良好，運行安全穩(wěn)定，采集數(shù)據(jù)準確無誤，判斷準確無誤。

4 結(jié)語

此系統(tǒng)前期已在馬鞍山供電公司調(diào)控中心投入運行，并且系統(tǒng)運行情況穩(wěn)定，情況良好。

在現(xiàn)有配電自動化運動條件下，通過充分利用現(xiàn)有各相關(guān)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，能夠為調(diào)度人員提供更多的調(diào)度信息支撐。

該系統(tǒng)的研究及系統(tǒng)的成功實踐能提供較好的借鑒價值，在調(diào)控中心故障處理方面，具有較好的推廣價值和產(chǎn)業(yè)化前景。

社會效益：減少停電時間。

經(jīng)濟效益：利用該系統(tǒng)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(wǎng)分支線跳閘預(yù)警系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實現(xiàn)分支線跳閘故障數(shù)據(jù)分析模型。

參考文獻

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