220kV線路故障跳閘監(jiān)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(wǎng)應(yīng)急處置效率，加快恢復(fù)故障停運線路，要求監(jiān)控員在線路故障停運后立即收集相關(guān)監(jiān)控告警信息，綜合判別確認(rèn)站內(nèi)設(shè)備具備線路遠(yuǎn)方試送操作條件后，向調(diào)度員匯報，再根據(jù)調(diào)度指令執(zhí)行線路遠(yuǎn)方試送操作。

線路故障停運監(jiān)控判別用時=監(jiān)控員向調(diào)度員匯報站內(nèi)設(shè)備是否具備線路遠(yuǎn)方試送操作條件時間-故障發(fā)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(jiān)控員匯報站內(nèi)設(shè)備是否具備試送條件的時間直接影響了調(diào)度下達(dá)試送指令時間和線路恢復(fù)送電時間。因此，研究監(jiān)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(wǎng)故障處置效率有著重要的意義。

1 220 kV線路故障監(jiān)控判別現(xiàn)狀

如圖2中虛線框內(nèi)所示，220 kV線路故障停運后監(jiān)控判別流程共包含：確認(rèn)開關(guān)變位和潮流變化、初步分析判斷、簡要匯報調(diào)度員故障情況、檢查確認(rèn)監(jiān)控告警信息、綜合分析判斷、匯報調(diào)度站內(nèi)設(shè)備是否具備試送條件等6個環(huán)節(jié)。

圖2 線路故障停運后監(jiān)控試送流程

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

圖3 南昌地調(diào)線路故障監(jiān)控判別各環(huán)節(jié)用時圖

2 220 kV線路故障監(jiān)控判別分析

導(dǎo)致監(jiān)控員“檢查確認(rèn)監(jiān)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(jiān)控信息多。無效監(jiān)控信息將極大地增加監(jiān)控員檢查并確認(rèn)監(jiān)控告警報文、光字牌和綜合分析判斷這個兩個環(huán)節(jié)的時間，從而使監(jiān)控判別總時間增加。

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

3）監(jiān)控員故障跳閘分析水平不高。監(jiān)控員不知道要找到哪些關(guān)鍵信號進(jìn)行分析，對信號不能準(zhǔn)確辨別，易受其它無關(guān)信號干擾，導(dǎo)致判別時間過長或判別結(jié)果不準(zhǔn)確。

對于前2個問題，可以通過開展220 kV線路監(jiān)控信息整治工作，刪除無效信息，對監(jiān)控信息進(jìn)行規(guī)范命名來解決，線路故障跳閘時的無效監(jiān)控信息減少后，監(jiān)控員可以一目了然地看到重要、有效的全部跳閘信息，監(jiān)控信息規(guī)范命名后，方便監(jiān)控員對信息的理解和分析，有利于監(jiān)控員的快速分析、判斷，從而縮短監(jiān)控判別時間。如何提高監(jiān)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(qiáng)監(jiān)控員培訓(xùn)等措施來實現(xiàn)，現(xiàn)結(jié)合實際提出一種220 kV線路故障監(jiān)控快速判別方法和流程，用于監(jiān)控員的培訓(xùn)和實操，具有很好的實用性。

3 220 kV線路故障監(jiān)控快速判別方法

3.1 220 kV線路故障分類

按照故障復(fù)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(fā)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(fā)生兩個或多個關(guān)聯(lián)性事故，這些事故存在著邏輯因果關(guān)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(tǒng)計快速判別方法

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

圖5 220 kV線路故障監(jiān)控快速判別流程

220 kV線路故障監(jiān)控快速判別流程如圖5所示。當(dāng)有220 kV線路開關(guān)事故跳閘時，若只有單一開關(guān)跳閘，則進(jìn)入220 kV線路簡單故障快速判別流程。

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

2）若開關(guān)最終在分位，先判斷是否有保護(hù)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(hù)后備保護(hù)出口信號，無后備保護(hù)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(hù)后備保護(hù)出口，則再判是否有任一套保護(hù)A（B、C）相跳閘動作兩次，有則判別結(jié)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(tǒng)中有無相應(yīng)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(yīng)記錄，則判斷為線路相間故障，不重合。

若同時有多個開關(guān)跳閘，進(jìn)入組合故障判別流程。若相應(yīng)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(guān)，再檢查是否有該線路主保護(hù)出口、母線失靈保護(hù)出口信號，有則判斷為線路故障、開關(guān)失靈跳母線。

4 結(jié)語

國家電網(wǎng)公司“大運行”體系建設(shè)以來，為了提升電網(wǎng)應(yīng)急處置效率，明確無人值守集中監(jiān)控變電站的220 kV及以上故障停運線路，由監(jiān)控員確認(rèn)是否具備遠(yuǎn)方試送條件后向調(diào)度員匯報，再由監(jiān)控員執(zhí)行調(diào)度員下達(dá)的遠(yuǎn)方試送操作。本文提出一種監(jiān)控員快速判別220 kV線路故障跳閘的方法，以及監(jiān)控信息整治等改進(jìn)措施，可以有效縮短監(jiān)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(wǎng)供電可靠性。

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