基于10kV配電自動化終端零序電流序列表的接地故障定位方法

楊仁利，王達，陳俊安

（廣東電網有限責任公司茂名供電局，廣東茂名，525000）

0 引言

單相接地故障會帶來一系列不良影響，給整個配網系統造成極大損害。單相接地故障發生后，相關配電設備的電壓會上升，超過額定電壓，威脅其正常運轉，引發其故障，進而威脅到用戶的持續、穩定用電。因此，當接地故障發生時，及時、準確地定位接地故障區段，分析、查找故障原因,再進行有針對性的處理十分重要。

隨著科學技術手段不斷發展，接地故障判斷研究也取得一定成果，文獻[1]提出了一種配合FTU工作有效的零序電流增量故障定位方法，解決小電流接地系統發生單相接地故障后故障特性不明顯因而故障定位困難的問題；文獻[2]采用實時計算故障零序電流幅值與對應各配電自動化終端的額定零序電流幅值的差值來判定接地故障饋線和接地區域。

目前各種接地故障判斷方法在實際中取得不錯的應用效果，但配網調度員在實際操作過程中，當某變電站出現10kV母線接地故障時無法確定具體接地位置，給配網調度員造成極大困擾。本文從實際出發，給出一種基于10kV配電自動化終端零序電流序列表故障定位方法，通過在配網自動化主站充分利用10kV配電自動化終端的三遙信息，結合主網自動化主站10kV母線接地信號，給出該站所有配電自動化終端零序電流列表排序，給出告警信號和信息通知，配網調度員通過判斷零序電流最大的終端來輔助判斷接地點位置。

1 配電自動化終端零序電流告警信息

1.1 告警信息包括

（1）零序電流越限報警（動作或復歸），含操作、緊急、事故三類越限 ；（2）事項（動作或復歸），描述含“接地”；（3）事故跳閘；（4）開關位置（閉合或斷開）。

1.2 序列表展示10kV饋線所有配電自動化終端信息，如表1所示。

表1 序列表展示內容

9日最大值 是否取反10 日最大值發生時間 是否有效11 日最小值 是否人工置入12 日最小值發生時間 是否活動13 是否禁止報警

1.3 設備狀態定義

（1）運行設備

數據庫中關聯配電自動化終端RTU“投運狀態”為“投運”且“未掛牌”。

（2）非運行設備

數據庫中關聯配電自動化終端RTU“投運狀態”為“調試”（或“檢修”）或者“掛牌”。

圖1 RTU投運狀態

1.4 設備關聯

通過利用告警信息確定點，點關聯RTU，再判定RTU “投運狀態”。通過數據庫配電自動化終端信息點關聯設備，再確定掛牌情況。確定范圍內其它設備，用拓撲搜索、判定掛牌情況。設備到關聯RTU，要利用點來確定：找設備上任意兩個點，關聯同一個RTU，則確認為設備關聯RTU；或通過判斷找設備關聯的開關位置這個點，確定其采集RTU。

2 實現技術原理

配網自動化主站10kV配電自動化終端遙測配置零序電流I0，通過配網自動化主站實時報警界面，從指定告警事項獲取相應10kV線路關聯的配電自動化終端零序電流I0和開關位置，并通過表格展示指定數據，標示I0電流最大值，輔助人工識別故障判斷關鍵信息。在配網自動化主站配置了基準信號類型的遙信、遙測符合設定條件后觸發，提取相關告警信息實現配網接地故障定位判斷。相當于符合條件的遙信動作或是符合條件的遙測越限后，在調度員界面智能告警欄產生接地故障區段定位事項，并可調閱相應告警信息。判斷依據獲取信息時間范圍是觸發條件前10s后30s。

2.1 觸發條件定義

（1）設備不跳閘判斷條件

“饋線容器”范圍內：運行設備上為“接地告警”或“零序保護”的遙信動作，或基準信號類型為“零序電流”的遙測越限，無設備跳閘。數字量設置：（接地告警或零序保護）且開關分閘；模擬量：零序電流越限且開關分閘

（2）設備跳閘判斷

“饋線容器”范圍內，調度操作范圍外的運行設備分閘。“調度操作范圍外的”運行設備指站外10kV自動化開關。這種開關跳閘后可能會有二、三次重合閘，直到下游的負荷開關正確隔離故障。負荷開關只上送“得電合”、“ 失電分”、“ 閉鎖合閘”、“ 閉鎖分閘”信號。利用拓撲定位離電源點（站內10kV出線開關）最遠的一個合位開關，其下游開關的后段就是接地點。

圖2 數據庫零序電流設置

另外排除調度員控分和就地分閘的情況。控分的分位遙信，會有“控制命令”關鍵字；現場分閘需根據“就地動作”信號狀態來排除。

2.2 故障定位判斷

2.2.1 設備不跳閘情況判斷

（1）首端設備

滿足觸發條件，檢索范圍內“零序電流”類型遙測最大的設備，前段無自動化設備。

形成告警事項格式如下：【XX供電所】XX廠站XX饋線容器與XX設備，之間接地

（2）末端設備

滿足觸發條件，檢索范圍內“零序電流”類型遙測最大的設備，前段均為運行設備，后段無自動化設備。

告警事項格式如下：【XX供電所】XX廠站XX饋線容器XX設備，后段接地。

（3）中間設備

滿足觸發條件，檢索范圍內“零序電流”類型遙測最大的設備，前段均為運行設備，后段有自動化設備。

告警事項格式如下：【XX供電所】XX廠站XX饋線容器XX設備與XX（后一）設備，之間接地。

2.2.2 設備跳閘情況的判斷

滿足觸發條件，利用拓撲檢索范圍內最靠近10kV出線的合位設備。告警事項格式如下：【XX供電所】XX廠站XX饋線容器XX設備，后段故障。

2.3 零序電流序列表展示

設備不跳閘情況，遞減展示，時間范圍內，各設備“零序電流”類型遙測最大值。

設備跳閘情況，展示設備跳閘前三相電流、零序電流。

2.4 運行結果分析

當某站發生母線接地告警時，該站10kV母線電壓值異常，有10kV母線接地 動作 信號。通過查看該站所有配電自動化終端零序電流I0情況，標示I0電流最大值，如表2所示。

表2 配電自動化終端零序電流序列表

2019-10-7 0:23:23 XX站10kV XX線10kV XX線#59桿柱上高壓真空負荷開關，零序電流最大，值=3.6600 2019-10-7 0:23:44 XX站10kV XX線10kV XX線#73桿柱上斷路器，零序電流最大，值=1.2800 2019-10-7 0:25:06 XX站10kV XX線10kV XX線#73桿柱上斷路器，零序電流最大，值=1.2800 2019-10-7 0:25:37 XX站10kV XX線10kV XX線#59桿柱上高壓真空負荷開關，零序電流最大，值=3.6600 2019-10-7 0:26:57 XX站10kV XX線10kV XX線XX支線#02桿柱上斷路器，零序電流最大，值=2.1400 2019-10-7 0:27:08 XX站10kV XX線10kV XX線#59桿柱上高壓真空負荷開關，零序電流最大，值=3.6600

根據上述設置條件后情況觸發信號，提取相關告警信息實現配網接地故障定位判斷，在配網自動化主站告警窗生成告警信號如下：

2019/08/17 05:38:56 XX站10kV XX線#168塔柱上開關，后段接地。

2019/11/06 00:32:37 XX站10kV XX線XX站.10kV XX線#113桿柱上斷路器與XX站.10kV XX線#124塔斷路器，之間接地。

配網調度員通過配網自動化主站實時數據可以輔助判斷該站所有配電自動化終端零序電流情況。以變電站為電源點，出現零序電流I0最大值的開關后段線路最大可能是接地故障點，一般來說，越靠近故障點的零序電流I0越大，如表3所示。

表3 配電自動化終端零序電流

XX線XX支線10T1開關I0 0 2018-07-20 14:00:14 0 0:00:00 XX線XX支線#33塔33T1八隊支線1T1開關I0 0 2018-07-22 16:27:56 0.02 21:58:02 0 2018-07-21 09:35:25 0 0:00:00 3.66 2018-07-22 18:27:51 3.66 18:27:51 0 2018-07-20 14:42:30 0 0:00:00 XX線XX支線#1塔1T1開關I0 XX線XX支線62T1開關I0 XX線XX支線#59白花支線3T1開關I0 XX線38T1開關I0 0 2018-07-22 20:42:53 0.02 22:43:03 XX線XX支線21T1開關I0 0 2018-07-22 19:12:48 0.02 0:00:00

3 結論

本文通過配網自動化主站10kV配電自動化終端零序電流I0值，實現零序電流序列表展示和配網接地故障定位判斷，為配網調度和運維人員提供快速、精準的接地故障診斷信息，提高故障切除效率，從而提高配網可靠性。