WOS系統在配網故障處理中的應用

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償裝置，可以進行就地分散補償無功，對于提高線路供電合格率， 減少電壓波動，降低線路損耗有很大的作用，因而在配電網10 k V線路中得到廣泛應用。實際上，由于各臺區負荷分布不均勻、負荷性質各不相同等特點，同時各10kV線路長短不一，因此，智能配電變壓器低壓無功補償裝置在實際運行中的補償效果并不理想。尤其是安吉地區農村家庭工廠數量較多，這些加工廠由于單臺機組規模較小，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行用電，導致配電變壓器功率因數低，從而導致線路功率率低。針對各地區供電服務質量不斷提高，如無功率、電壓穩定等，需要對10kV線路及其智能配電變壓器的無功狀態進行在線監測，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。為此設計了一套10kV配電網線路及其智能配變無功狀態在線監測平臺，實現對10 k V配電網線路及其智能配變的無功在線監測。當配電網10kV線路或智能配變發生無功倒送或者功率因數過低時，及時發出報警，提醒調控員查看相關線路及其智能配變的無功狀態。通過統計分析，發現長期無功過補償或欠補償的變壓器，為運維單位及時調整變壓器無功配置提供參考。

關鍵詞：WOS系統；配網故障；處理；應用

導言：由于各地區發展不均衡， 在大多數地區配電網10 k V線路中智能配變并沒有實現自動化監控，因此，控制器不能直接檢查配電變壓器的無功狀態。基于海迅電網數據庫，利用VBA軟件設計了一套10kV線路及其智能無功狀態在線監測平臺。當配電網中的10kV線路或智能配電變壓器發生無功反向或功率因數過低時，及時發出報警，提醒控制器檢查相關線路及其智能配電變壓器的無功狀態。運行一段時間后，該平臺可為控制器提供輔助判斷功能，分析線路無功狀態，減少控制器工作量，提高工作效率，具有較強的實用性。

1配網自動化系統的主要功能

1.1 基本功能

OPEN3200是蘇州地區目前使用的配網自動化系統，該系統是由南瑞開發的一個友好便捷的人機界面。按功能分類，主要是系統支撐平臺、監視控制與數據采集（SCADA）功能、饋線自動化功能、配網分析應用和配網仿真5大類。作為調度員，最關心的就是如何在OPEN3200系統中正常操作和事故處理.在OPEN3200系統中，最常用的就是SCADA功能和饋線自動化功能。SCADA功能用于數據采集和監控，主要包括“三遙”以及告警查詢功能[2] 。本文重點介紹饋線自動化功能，主要應用于事故處理。

1.2 饋線自動化功能

1.2.1 故障隔離及供電恢復

故障定位完成后，根據不同的故障點，故障隔離和恢復方案略有不同。如果是出線故障，由于電源側斷路器保護動作，開關跳閘，故故障恢復方案只需打開出線電纜另一側的配電開關，然后在下游無故障區域尋找合適的供電線路。如果是中間線路故障，拔出故障電纜兩側的配電開關，故障隔離后，分別恢復上游和下游區域；如果是終端線路故障或用戶故障，故障隔離后，可以對前部進行測試和交付。

目前，蘇州市區的OPEN3200系統的配網自動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合，實現故障的隔離和供電恢復。今后將不斷完善故障定位功能，提高故障定位準確率，在條件成熟時，投入配網自動化自愈功能，實現故障的自動隔離和自動恢復，提高供電可靠性，進一步提升配網自動化的實用水平。

1.2.2故障處理模式

實現饋線自動化 ，將成為提高供電可靠性的有效手段。通常，饋線自動化故障處理模式主要有3種：基于重合器的故障處理模式、基于主站監控的故障處理模式以及基于系統保護的故障處理模式。

2 配網常見的幾種故障類型及傳統的處理方法

福州配電網為10KV系統，其接線方式主要分為架空線路、電纜環網柜和混合線路三類。由于配電網設備種類繁多，同一類型的設備種類不同，繼電保護的邏輯和信號稍有不同，很難根據保護信號的數據做出判斷故障點的規則。單個設備的故障類型很多，如不造成越級跳閘，不需要判斷故障范圍，“一遙”設備可以通過該設備的電流和故障指示器來判斷該設備是否還有電，并且通過遙控或者人工操作隔離；非“一遙”設備只能靠人工巡線發現并且隔離，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饋線開關跳閘、帶保護的小區站所開關、線路上柱上開關跳閘；（2）失地。

這兩種類型的故障，傳統的處理方法主要是：

（1） 出現失地故障的情況下，通過逐條試拉失地母線上的饋線，判斷失地的饋線，將失地饋線停電，派搶修班人員現場查看失地饋線，靠肉眼查找設備的故障點，然后再進行隔離、搶修和恢復供電。

（2） 開關跳閘的故障即派人員沿著跳閘的開關到斷點之間巡線， 逐個查看故障指示器動作情況，查找故障點。

基本上傳統的故障處理方法都離不開巡線人員的現場巡線，而這樣的處理存在幾個問題：

（1） 福建是山區，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，耗時久。

（2） 配網的設備種類、型號多，繼電保護也都不一樣，故障類型也多，不容易判斷故障，要求現場的巡線人員有很豐富的經驗。

（3） 雷雨天氣巡線困難，尤其雷擊設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損耗沒有引起饋線開關跳閘，故障指示燈不動作，電纜埋入地下，根本無法用肉眼判斷，只能依靠分段測試傳輸，這將導致用戶多次停止送電，多次沖擊配電網設備的薄弱環節。

3應用前景及改進設想

3.1 在配網自動化系統中的應用前景

配電自動化系統是一個包含多個子系統的綜合系統。在信息采集環節，iwos系統可以提供線路三相電流、故障原因、故障位置等信息。根據故障信息，配電自動化系統可以自動開斷故障區段的極性斷路器，切斷故障區段或采取其他措施，避免故障區段擴大事故范圍，確保無故障區段不停電。同時，如果配電自動化系統具有負荷分析和預測功能，iwos系統的負荷監測和統計功能也可以為其提供數據。

3.2 改進設想

IWOS系統目前仍接入互聯網，其服務器為中國移動為供電公司設置的專門服務器。在項目建設初始階段，系統網頁可通過互聯網直接訪問，后經過改進，須通過虛擬專用網絡（VPN）訪問，增強了安全性，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自動化主站建成后，IWOS系統應接入主站，同時關閉外部服務器，中斷外網傳輸功能。另外，系統可將故障定位在2個故障定位裝置之間，但若在同一線路上2套裝置距離較遠則定位時范圍仍很大，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。故在重點線路和長線路上，應將故障定位裝置安裝得密集一些。

結束語

智能化配電網線路狀態監測系統（IWOS）在國網北京密云供電公司已投運2年多，其故障定性、定位功能在10 kV配網故障處理中發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，有助于縮短監測線路故障的處理時間。在配電自動化進程不斷推進的背景下，在國家電網北京電力公司“雙核一體化”配電自動化主站建設過程中，iwos系統將更好地融入北京電網配電自動化系統。它以其獨特的優勢，在接入配電自動化主站后也將發揮重要作用，有著光明的未來。今后，密云供電公司將繼續利用它加強對配電網線路的監測，認真排查故障線路多發、區段多發、時段多發的事故隱患，制定事故預案。

參考文獻

[1]高有燈. 10 kV配網故障分析及處理[J].科技論壇，2015，（1）：163- 165.

[2]袁禾. 10 kV配網自動化系統常見故障處理分析[J].電力訊息， 2016，（10）：175- 175.

[3]向真，杜亞松，邢恩靖，等.配網自動化建設對供電可靠性影響[J].電網與清潔能源， 2012， 28（10）：22- 24.