配網(wǎng)線路故障跳閘的有效信息辨別及應(yīng)用

引言

在配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下,自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的廣泛應(yīng)用對(duì)線路故障隔離、停電范圍最小化等起著舉足輕重的作用。而正確、快速地獲取配網(wǎng)線路故障跳閘信息,對(duì)快速判斷故障類型、故障區(qū)域有著積極作用,有利于線路故障跳閘后實(shí)現(xiàn)快速?gòu)?fù)電。但目前配網(wǎng)運(yùn)維人員普遍無(wú)法正確辨別故障跳閘的有效信息,故亟需對(duì)跳閘信息的有效性進(jìn)行科學(xué)分析。

1故障跳閘的有效信息辨別

在配網(wǎng)自動(dòng)化得到應(yīng)用的前提下,故障跳閘分析的有效信息有基礎(chǔ)信息、主站"三遙"信息、終端裝置記錄等,它們是統(tǒng)一的整體,而每一個(gè)部分又有不同的優(yōu)缺點(diǎn),需要綜合運(yùn)用來(lái)確保故障類型、故障區(qū)域的準(zhǔn)確判別,從而有效指導(dǎo)線路故障后的快速?gòu)?fù)電工作。

1.1線路基礎(chǔ)信息

基礎(chǔ)信息為線路的主要配置情況,是故障跳閘分析的基礎(chǔ),主要包括饋線單線圖、定值單、設(shè)備說(shuō)明書等,其中饋線單線圖展示線路網(wǎng)架構(gòu)架情況,定值單展示開(kāi)關(guān)跳閘策略,設(shè)備說(shuō)明書可以幫助人員熟悉設(shè)備特性。當(dāng)故障跳閘發(fā)生后,這些基礎(chǔ)信息都要參與事故事件分析。

饋線單線圖,內(nèi)容為出線上10KV電氣一次設(shè)備,描述單條饋線的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連線,它是電力運(yùn)行人員計(jì)算和分析的重要平臺(tái)和基礎(chǔ)。10KV饋線設(shè)施主要有配變、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、配電線路、避雷器等。饋線單線圖關(guān)注網(wǎng)絡(luò)的邏輯連線,適用于運(yùn)行和調(diào)度人員的分析決策,對(duì)故障跳閘分析有很大的作用,可清晰體現(xiàn)線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和設(shè)備情況,對(duì)可能的故障類型、故障區(qū)域進(jìn)行初步的判別。

定值單,是終端定值參數(shù)審批執(zhí)行的載體,一般包括保護(hù)裝置廠家型號(hào)、CT變比、定值項(xiàng)參數(shù)等。繼電保護(hù)是對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測(cè),從而發(fā)出報(bào)警信號(hào),或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。通過(guò)定值單,可以了解開(kāi)關(guān)投入的保護(hù)種類(如過(guò)流、零序、電壓保護(hù)等）、參數(shù)設(shè)置情況,這是故障跳閘分析的原理基礎(chǔ)。

1.2主站"三遙"信息

"三遙"信息是指自動(dòng)化終端通過(guò)通信技術(shù)與主站系統(tǒng)交互的信息,包括遙測(cè)、遙信、遙控。其中,遙測(cè)是終端的測(cè)量值,如電流量、電壓量等:遙信是設(shè)備狀態(tài)信息,是以動(dòng)作或復(fù)歸事件反饋的SOE報(bào)文:遙控是指主站向終端發(fā)送改變?cè)O(shè)備狀態(tài)的命令。主站"三遙"信息是監(jiān)控配電設(shè)備的重要手段,也是跳閘故障分析的重要依據(jù),它可以幫助配電運(yùn)維人員快速獲取故障信息,如開(kāi)關(guān)變位信息、告警信號(hào)、遙測(cè)量的突變等,及時(shí)掌握設(shè)備異常情況,從而快速定位故障區(qū)域。它的缺點(diǎn)是高度依賴通信,當(dāng)通信不穩(wěn)定或中斷時(shí),將無(wú)法完整收到終端的信息。

1.3終端裝置記錄

對(duì)故障分析有幫助的終端裝置信息包括錄波信息、定值參數(shù)、遙測(cè)量、開(kāi)入量等。故障錄波信息反映了故障發(fā)生前后設(shè)備模擬量、狀態(tài)量的變化情況,可以直觀地分析故障情況:準(zhǔn)確的定值參數(shù)設(shè)置是繼電保護(hù)準(zhǔn)確動(dòng)作的基礎(chǔ):終端遙測(cè)量、開(kāi)入量情況反映了設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)工況,可分析終端可能出現(xiàn)的異常,能更加有效地指導(dǎo)故障跳閘分析。由于配網(wǎng)開(kāi)關(guān)的分布具有分散的特點(diǎn),多數(shù)采用無(wú)線通信方式,存在不穩(wěn)定的因素,且報(bào)文上送頻率和流量受限,主站接收信息可能不全,對(duì)故障的判別容易出現(xiàn)偏差,這時(shí)只能依賴自動(dòng)化終端本身。其缺點(diǎn)是只能就地查看,耗費(fèi)人力和時(shí)間。

2線路故障信息的應(yīng)用

下面通過(guò)一起典型的故障跳閘事件,分析故障信息的有效應(yīng)用情況,從而徹底消除設(shè)備運(yùn)行安全隱患,確保供電可靠性。

2.1故障現(xiàn)象

2020-08-12T16:41,某供電局10KV筆架乙線環(huán)錦公用配電站601開(kāi)關(guān)失電分閘,但在電源側(cè)復(fù)電后未啟動(dòng)得電合閘功能:約54min后,經(jīng)核查開(kāi)關(guān)后側(cè)線路無(wú)異常后,試送電成功。

2.2有效信息收集

針對(duì)10KV筆架乙線環(huán)錦公用配電站601開(kāi)關(guān)保護(hù)異常的情況,需要收集以下信息:

(1）饋線單線圖。查閱筆架乙線單線圖,10KV筆架乙線環(huán)錦公用配電站601開(kāi)關(guān)為進(jìn)線柜開(kāi)關(guān),前側(cè)為變電站開(kāi)關(guān),后側(cè)帶有5臺(tái)配變,分別為負(fù)荷開(kāi)關(guān)控制。

（2）保護(hù)定值配置情況。根據(jù)定值單,獲得如下信息:保護(hù)裝置為長(zhǎng)園深瑞PRS-3342AE,版本號(hào)為SV03.110,投入電壓時(shí)間型邏輯保護(hù)功能,退出常規(guī)保護(hù),保留零序告警和過(guò)流告警功能。主要保護(hù)定值項(xiàng)如下:失電分閘時(shí)限3.5s,得電合閘（x）時(shí)限42s,合閘確認(rèn)（Y）時(shí)限5s,失電分閘投退1（投入）,得電合閘投退1（投入）,故障電流檢測(cè)投退0（退出）。

（3）廠家說(shuō)明書資料。針對(duì)開(kāi)關(guān)沒(méi)有得電合閘的情況,查閱了該廠家的《10KV真空斷路器成套設(shè)備技術(shù)使用說(shuō)明書》,"電壓電流型/時(shí)間型得電充電好"為"得電合閘動(dòng)作"的前提條件,而"開(kāi)關(guān)兩側(cè)無(wú)壓""開(kāi)關(guān)跳位"是"電壓電流型/時(shí)間型得電充電好"的必備條件。

（4）主站"三遙"信息。查閱主站系統(tǒng),開(kāi)關(guān)故障跳閘前后的報(bào)文如圖1所示,環(huán)錦公用配電站601開(kāi)關(guān)失壓保護(hù)動(dòng)作,開(kāi)關(guān)分閘,并啟動(dòng)了邏輯功能閉鎖合閘:約54min后,開(kāi)關(guān)由人工操作合閘。

（5）終端裝置記錄。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)環(huán)錦公用配電站601開(kāi)關(guān)保護(hù)終端進(jìn)行檢查,并調(diào)取終端的SOE記錄、保護(hù)記錄、故障錄波記錄、定值參數(shù)設(shè)置等。查看裝置SOE記錄,如圖2所示,終端記錄與主站信息一致,但存在一個(gè)異常情況,即在裝置失電分閘之后,并無(wú)得電合閘充電好遙信（得電合閘允許）置1的記錄:查看裝置保護(hù)動(dòng)作記錄,如圖3所示,當(dāng)天16:41:49.023,電壓電流型失電分閘動(dòng)作:利用廠家配套程序,調(diào)取裝置故障錄波圖,如圖4所示,環(huán)錦公用配電站601間隔雙側(cè)失電分閘啟動(dòng),3.5s后失電分閘動(dòng)作,異常情況為該間隔出現(xiàn)短時(shí)兩側(cè)有壓,母線側(cè)Ua1=81.405V,Uc1=82.559V:經(jīng)檢查終端定值參數(shù),與定值單設(shè)置一致,排除定值設(shè)置問(wèn)題。

圖2裝置SOE記錄

圖3裝置保護(hù)動(dòng)作記錄

2.3過(guò)程分析

根據(jù)圖2、圖3,確認(rèn)主站三遙"信息正確,并發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)分閘后無(wú)得電合閘充電好遙信置1的記錄。核查圖4錄波記錄,環(huán)錦601開(kāi)關(guān)間隔雙側(cè)失電分閘啟動(dòng),3.5s后失電分閘動(dòng)作,與定值單設(shè)置值一致:母線PT在開(kāi)關(guān)跳閘前出現(xiàn)短時(shí)的有壓(有壓值為70V),說(shuō)明此時(shí)開(kāi)關(guān)進(jìn)線側(cè)PT可能已恢復(fù)得電狀態(tài)。結(jié)合前述說(shuō)明書資料,推測(cè)在601開(kāi)關(guān)跳閘后,線路側(cè)一直處于單側(cè)有壓狀態(tài),故無(wú)法滿足得電合閘充電邏輯,進(jìn)而導(dǎo)致本間隔裝置得電合閘動(dòng)作無(wú)法執(zhí)行。查閱變電站開(kāi)關(guān)定值單,重合閘時(shí)間剛好為3.5s:查閱主站信息,變電站開(kāi)關(guān)瞬時(shí)故障跳閘,重合閘動(dòng)作成功。因此,判斷問(wèn)題為該601開(kāi)關(guān)失電分閘時(shí)限與前側(cè)重合閘時(shí)間相同,而601開(kāi)關(guān)動(dòng)作速度比變電站開(kāi)關(guān)慢,這兩個(gè)因素造成601開(kāi)關(guān)拒合。后對(duì)該系列裝置調(diào)整失電分閘時(shí)間,使之與前側(cè)電源重合閘時(shí)間不同。經(jīng)一年的運(yùn)行實(shí)踐表明,運(yùn)行正常,驗(yàn)證了分析結(jié)果的正確性,也論證了單線圖、定值單、廠家說(shuō)明書資料、主站"三遙"信息、終端裝置記錄等信息的有效性。

3結(jié)語(yǔ)

在配網(wǎng)線路故障跳閘分析中,正確、快速獲取故障跳閘的有效信息,將幫助配電運(yùn)維人員快速判斷故障類型、故障區(qū)域以實(shí)現(xiàn)故障的徹底解決。在配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下,故障跳閘分析的有效信息包括線路單線圖、定值單、說(shuō)明書資料等基礎(chǔ)信息以及主站"三遙"信息、終端裝置記錄等,需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況加以綜合分析利用,從而有效指導(dǎo)線路故障后的處理工作,達(dá)到提升供電可靠性的目的。