配置饋線自動化的配網(wǎng)故障監(jiān)控方案研究

曉 宇

（國網(wǎng)江蘇南京供電公司，江蘇 南京 210000）

隨著電力需求的快速增長，對配網(wǎng)的安全可靠供電要求也越來越高，F(xiàn)A 能夠?qū)崿F(xiàn)配電線路故障定位、故障隔離和非故障區(qū)域自動恢復(fù)以及故障信息的分析，極大地縮短非故障區(qū)域的停電時間，是提高供電可靠性，保障供電安全的重要手段[1]。

本文分析故障時FA 動作原理，對配置FA 功能的配網(wǎng)在故障發(fā)生后的變電站開關(guān)動作情況及信號進行分析，結(jié)合監(jiān)控事件化系統(tǒng)，提出相關(guān)事故事件生成方案，改進事故匯報及信號監(jiān)控方法，提高監(jiān)控匯報、分析準(zhǔn)確性。

1 FA 基本原理

FA 指的是利用自動化裝置或系統(tǒng)，監(jiān)視配網(wǎng)線路或饋線的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)線路故障，迅速診斷出故障區(qū)域并將其隔離，并快速恢復(fù)對非故障區(qū)域的供電[2]。目前南京供電公司配網(wǎng)FA 采用集中控制方式，依托通信網(wǎng)絡(luò)收集各終端信息于主站，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓撲確定故障范圍，再由FA 通過主站下發(fā)遙控指令實現(xiàn)故障隔離并恢復(fù)非故障區(qū)域的供電，原理如圖1 所示。

圖1 配置FA 功能的配網(wǎng)故障示意圖

圖1 中S1、S2、S3為變電站開關(guān)，其余為配網(wǎng)開關(guān)，開關(guān)黑色實心為合位，白色空心為分位。變電站開關(guān)保護投跳閘，配網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)保護不投跳閘。當(dāng)故障發(fā)生在圖中所示區(qū)域，保護及分合閘信息包括： S1保護動作，S1分閘；A1保護動作；A2保護動作。根據(jù)動作信號，可判定A2～A3區(qū)域故障，主站下達指令斷開A2、A3隔離故障區(qū)域，合上A9或者A6恢復(fù)下游供電，合上S1恢復(fù)上游供電。

2 傳統(tǒng)配網(wǎng)故障時的監(jiān)控方法

配網(wǎng)線路故障跳閘分為以下：重合成功（開關(guān)分-合，重合閘動作）、重合不成功（開關(guān)分-合-分，重合閘動作，后加速動作）、重合閘未投（開關(guān)分，重合閘為未充電狀態(tài)）、重合閘未動作（開關(guān)分，重合閘為充電狀態(tài)但沒有動作信息）。重合閘未動作情況極少發(fā)生，本文不做討論。調(diào)度重點關(guān)注的是重合不成功和重合閘未投的跳閘情況，此時開關(guān)處于分位，可能存在負荷損失，須立即處理[3]。

按照原有監(jiān)控方法，配網(wǎng)線路出現(xiàn)故障跳閘，首先根據(jù)D5000 系統(tǒng)推送的信號判別故障時間、范圍、類別以及保護動作情況；其次與事件化系統(tǒng)生成的跳閘事件進行比對，對人工研判的正確性進行進一步驗證，最后向調(diào)度匯報并通知運維。以上流程要嚴格把控時間節(jié)點，按照公司規(guī)定，向調(diào)度首次匯報的時間距故障發(fā)生時間不能超過5 min。

3 配置FA 功能的配網(wǎng)故障信號案例

當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生故障，變電站開關(guān)保護動作出口跳閘，當(dāng)其最后的狀態(tài)是分閘時，意味著配網(wǎng)一側(cè)的電源失去[4]。當(dāng)線路配有FA 功能時，如果FA 成功將故障隔離，則FA 會通過主站下達指令合上變電站開關(guān)，恢復(fù)上游供電。此情況以甲變農(nóng)貿(mào)143 開關(guān)為例，其故障跳閘動作信號如表1 所示。

表1 甲變農(nóng)貿(mào)143 開關(guān)故障跳閘信號表

表1中農(nóng)貿(mào)143 開關(guān)故障跳閘重合不成功，第二次分閘的時間是17:29:21，而FA 通過主站將143 開關(guān)合上發(fā)生在17:32:47，間隔3 min 26 s。這種過程時長不一，往往在監(jiān)控員匯報后，調(diào)度員著手事故處理時發(fā)現(xiàn)開關(guān)已經(jīng)合上，影響監(jiān)控匯報正確性，干擾調(diào)度工作。若監(jiān)控員持續(xù)關(guān)注FA 有沒有將跳閘開關(guān)合上，又會影響對其他異常信號的監(jiān)視。

4 監(jiān)控方法改進

目前事件化系統(tǒng)已深度融合監(jiān)控工作，相比D5000 系統(tǒng)告警窗中僅按時間排序的信號，事件化系統(tǒng)生成的事件按變電站、間隔、發(fā)生時段歸類排序，該系統(tǒng)依靠相應(yīng)規(guī)則，將繁雜的信號歸納、整合，生成對應(yīng)事件，精簡瀏覽條數(shù)，極大地提高了監(jiān)控員工作效能。同時生成的故障跳閘事件能夠以短信形式推送至供服、監(jiān)控、配電、運維等相關(guān)部門班組。

4.1 短信推送改進

針對變電站開關(guān)故障跳閘推送短信，加注是否配置FA 功能，如圖2 所示。

圖2 變電站開關(guān)故障跳閘推送短信加注是否配置FA 功能

通常此時FA 還處于判斷故障區(qū)間，尚未下達指令是否再合上已跳閘的變電站開關(guān)，短信加上FA 標(biāo)識后可以提醒相關(guān)班組此故障線路配置FA 功能，變電站開關(guān)存在再一次合上的可能性，能夠讓各方信息更透明、對等，有利于各方更好把控事故處理。

4.2 事件化規(guī)則改進

針對FA 合閘事件特征，制定相應(yīng)事件化規(guī)則如表2 所示。

表2 FA 合閘事件規(guī)則

表3 FA 合閘特征規(guī)則

事件由特征組成，特征由對象組成，對象來自報文信息和實時數(shù)據(jù)。表2～3 所示中FA 遙控預(yù)置報文與FA 遙控執(zhí)行報文組合生成開關(guān)遙控合閘（FA 執(zhí)行）特征，斷路器位置報文與斷路器位置實時數(shù)據(jù)組合生成開關(guān)合閘特征，開關(guān)遙控合閘（FA執(zhí)行）與開關(guān)合閘特征組合生成FA 合閘成功事件。

應(yīng)用事件化系統(tǒng)對配置FA 功能的跳閘線路進行智能研判，能夠生成FA 合閘事件并推送至事件化窗口，不干擾監(jiān)控員在D5000 系統(tǒng)監(jiān)視其他事故及異常信號，及時提醒監(jiān)控員故障開關(guān)狀態(tài)變更，避免人工反復(fù)調(diào)閱跳閘間隔，影響監(jiān)控效能[5]。

5 結(jié)束語

本文根據(jù)工作實例分析了配置FA 功能的配網(wǎng)故障發(fā)生后的變電站開關(guān)動作情況及信號，結(jié)合事件化系統(tǒng)，對跳閘短信推送和事件化規(guī)則進行改進，進一步優(yōu)化監(jiān)控方法，能夠提高監(jiān)控工作的準(zhǔn)確性和效能。