配电网分支线跳闸预警研究

闵浩

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.042

摘 要：近年来随着国网公司对城市配电网投资的加大，10 kV配电线路设备可靠性大大加强，但配网分支线路的运行可靠性较低。配电网由于配电自动化程度低，往往配电分支线跳闸后配网调度员无法及时掌握，给故障隔离和恢复造成困难。该文介绍了通过建立配电SCADA系统的配电网分支线跳闸预警软件系统，实现配网分支线跳闸实时报警功能的方案。

关键词：配电网 跳闸预警 配电自动化 软件系统

中图分类号：TM62 文献標识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（a）-0042-02

随着配电网改造的不断发展，10 kV配电线路设备可靠性大大加强，特别是10 kV配网干线的运行可靠性得到极大的提高，但配网分支线路的用户设备老旧、选型差、维护不力等因素，运行可靠性较低。因此，用户设备故障造成线路跳闸是配网线路故障跳闸的主要原因。线路故障跳闸后，要隔离故障分支线路段，恢复非故障线路段供电是当务之急。在未找到明显故障原因情况下，通常采用分段试送的方法确定故障位于哪个线路段，再逐一排查，排查效率十分低下。

1 地区配电网自动化系统现状

配电网供电方式多是利用负荷开关将线路分段，这样既可以做到分段检修，又可以在故障时分段跳闸，避免造成全线停电。目前通常采用配电自动化系统，实现线路故障区段的定位、隔离，对非故障线路恢复供电，可缩小故障停电范围，减少对用户的停电时间，提高供电可靠性。该地区配电自动化程度仍然较低，配电自动化终端的上线低，数据可靠性差，无法达到调度员迅速判读处理故障的要求，往往配电分支线跳闸后配网调度员无法及时掌握，给故障隔离和恢复造成困难。同时由于配电网拥有众多的变电站、开闭所、配电变压器及线路上的重合器、负荷开关、无功补偿电容器等，如果仅仅利用配电自动化系统对这些变电站和配电设备全部进行监控，需要许多的配电终端或现场智能装置，再把大量的深入到低压用户的自动读表和控制终端包括在内，一个配电自动化系统的终端节点数量相当大，这样做投资大，建设周期长，远水解不了近渴。从配电网的安全角度出发，及时掌握配电线路跳闸情况，可以更快地隔离故障区域；从优质服务角度出发，快速将故障隔离后，可以及时恢复非故障线路，保障用户电力供应；从科学调度角度出发，如果能充分发挥电网运行和用电信息大数据的作用，帮助调度员快速反应，科学决策。因此，在该地区建立配电网分支线跳闸预警系统具有一定的迫切性。

2 配电网分支线跳闸预警软件系统设计

配电网分支线跳闸预警软件系统在不增加配电二次终端硬件投资的情况下，利用现有的调度SCADA信息、用电信息采集系统中的配变信息、既有配电scada系统中的配电网信息技拓扑信息，建立基于配电SCADA系统的配电网分支线跳闸预警软件系统，由系统来及时判断配电网的跳闸故障并进行定位和告警。

配电SCADA系统是配电网分支线跳闸预警软件系统的平台，系统从调度SCADA系统中获取10 kV出口断路器信息，从营销的用电信息管理系统获取配电网台区变压器信息。

配电网分支线跳闸预警软件系统包括接口模块、拓扑模块、负荷计算分析模块、分支线跳闸故障定位模块、告警模块等。

2.1 系统构架

系统架构图如图1所示。

系统根据配电SCADA平台提供的配电网一次网架拓扑信息，计算出项目中的基本单元分支线，该系统中的分支线定义为从配变台区到最近一个分支开关的部分，同时也计算出每个分支线可能的10 kV电源点，当配电网一次网架发生变更时，系统进行计算。

系统实时计算分支线单元的总负荷，分支线总负荷与分支线理论负荷的差值，10 kV线路出口断路器（即电源点）负荷与该线路理论负荷差值。

当分支线负荷差值越过阀值时，判断该分支线出现负荷丢失，定位该分支线出现跳闸。当分支线负荷差值同相关电源点的负荷差值匹配度满足阀值时，判断是该线路出现负荷丢失，即该线路出现了分支线故障。

系统将分支线跳闸事件信息提供给告警模块，由告警模块进行事件告警，包括事件登录、推图、语音告警等形式。

2.2 接口模块

接口模块负责从其他信息系统获取需要的信息，包括从调度自动化系统中获取10 kV出口断路器的开关状态、有功、无功、电流、电压、出口断路器跳闸等实时数据和历史数据；从营销的用电信息采集系统中获取台区的有功、无功、电流、电压等准实时信息。

2.3 拓扑模块

拓扑模块负责根据配电网一次网架信息生成分支线信息及其相应的电源点信息，并在网架变更时进行更新。

2.4 负荷分析模块

负荷分析模块负责计算分支线及电源点的理论总负荷和实时总负荷及其差值，理论总负荷来自该负荷前30 d的平均负荷。

2.5 分支线跳闸定位模块

通过判断分支线实时负荷同理论总负荷之间的差值百分比与指定阀值进行比较，大于阀值，则判断为分支线发生跳闸事件。

通过判断分支线负荷差值同相应电源点之间的差值百分比与指定阀值进行比较，大于阀值，则判断为该电源点相关线路发生分支线跳闸事件。

2.6 告警模块

告警模块负责将产生的分支线跳闸事件生成报警。报警内容包括分支线在接线图的位置、分支线对应电源点等信息，报警形式包括事件登录、推图、语音告警等。

3 配电网分支线跳闸预警软件系统实施

2015年9月底，系统开发完成后，在马鞍山供电公司调控中心进行了3组仿真试验。

仿真试验选取了林里变6604林新线绿洲茗苑1-1分支线进行试验，试验达到了预期效果。

经现场调试和试运行，目前系统运行正常，情况良好，运行安全稳定，采集数据准确无误，判断准确无误。

4 结语

此系统前期已在马鞍山供电公司调控中心投入运行，并且系统运行情况稳定，情况良好。

在现有配电自动化运动条件下，通过充分利用现有各相关信息系统的数据信息，能够为调度人员提供更多的调度信息支撑。

该系统的研究及系统的成功实践能提供较好的借鉴价值，在调控中心故障处理方面，具有较好的推广价值和产业化前景。

社会效益：减少停电时间。

经济效益：利用该系统快速准确地判断配电线路的跳闸情况，减少不必要的停电时间，减少检修费用。

管理效益：通过该项目研究配电网分支线跳闸预警系统，充分利用现有信息系统的数据实现分支线跳闸故障数据分析模型。

参考文献

[1] DL/T 814-2013，配电自动化系统技术规范[S].国家能源局，2013.

[2] 刘健，沈兵兵，赵江河，等.现代配电自动化系统[M].中国水利水电出版社，2013.

[3] 汪永华，刘军生.配电线路自动化实用新技术[M].中国电力出版社，2015.endprint