配网故障自动诊断决策系统的实现

2014-08-08邓欢欢

中国新技术新产品 2014年9期

邓欢欢胡杰

（国网湖北省电力公司随州供电公司，湖北随州 441300）

概述

电力系统发展迅猛，电力运营一个重要的因素就是对配电网的管理。很多专变、公变被列入采集和监控的范围。本文拟建立一套配网故障自动诊断决策系统，该系统依据配网故障在线监测装置的遥测信息，采用故障区段综合定位技术实现配网故障区段的定位，并能够根据故障区段的位置，提出合适的故障区段隔离策略，从而最小化停电区域。

1 配网故障在线监测装置的研制

配网故障在线监测装置包括：传感器、电源系统和数据采集和传输系统。

传感器：该装置需要对配电台区变压器的电压、电流进行实时监测，传统的PT、CT等测量装置，需串入被测线路，不仅施工量大，且可能成为线路安全隐患，本文使用非电气连接式的电压、电流传感器，不仅安装方便，且对线路无任何影响。

电源系统：该装置布置于配网线路上，且在线路故障停电后仍要工作一段时间，因此需要设计一套可靠的电源供电系统，并考虑一定的冗余性。

数据采集和传输：该装置分布于多段配网线路上，需结合实际通信环境，选择合适的数据传输方案；同时应合理设计数据传输策略，降低监测装置的功耗。

通道方面，系统搭建在现有1000M光纤互联的内网基础之上，保证高清视频流的传输。系统站内部分通过双绞线与站内接入交换机互联实现100M接入，站内接入交换机与上联汇聚层、核心层交换机通过铺设的1000M光纤通道互联接入内部网。

通过划分虚拟局域网（VLAN）将系统所使用网络与现有业务网络逻辑隔离，并启用新的OSPF路由进程实现与现有网络路由的逻辑隔离。通过这种方法，实现了在同一物理网络上实现两张逻辑网络，从而避免两套网络间的数据干扰。

2 故障诊断判别方法

配网故障总体类型可以分为两种，配电设备故障和配电线路故障。产生故障的原因有线路设备老化、接触不良、外部破坏、误操作等。具体表现形态短路、断路、放弧、接地、偏相、失压等。

偏相预警

相线预警法：偏相值暂设两档，一般偏相最大相电流与最小相电流超过15%，严重偏相最大相电流与最小相电流超过30%。

中性线预警法：一般偏相，中性线电流达低压侧额定电流的25%，严重偏相，中性线电流达低压侧额定电流的40%.（农村低压电力技术规程）

电压预警：

规程规定：380V为正负7%，220V为正7%至负10%。符合此值为合格电压，超过此值应记为不合格。

考虑是首端电压，取整400V、230V设参数，首端电压超过10%，负7%，为预警值。

过载预警

超过额定载流量的1.3倍。

接地电阻，大于4欧姆预警

功率因数低压0.9预警

失压、失流预警

某相无电压缺相、或没有电流预警

发热预警

变压器上层油温超过90度，线路连接点温度超过环境温度20%。

3 基于遥测信息的故障区段综合定位技术

根据故障区段位置及配电网拓扑结构，给出分段器的操作方案，实现故障区域的最小化智能隔离。

建立数据中心以及数据中心与各个监测装置之间的数据传输通道，建立数据中心站，并完成相关软件的开发，形成配网故障自动诊断决策系统。

4 预警方式

以短信通知三个人，

运行单位抢修人、95598（客服）、运行单位主要负责人

短信格式，故障地点+推荐处理方案，见下例

抢修人收到：XXX台区低压侧U相失压，请立即进行检查高压侧A相是否缺相。

95598（客服）收到：XXX台区U相失压，已安排XXX（电话）进行处理，请及时进行复查。

运行单位主要负责人：XXX台区U相失压，已安排人员XXX（电话）进行处理，请及时进行复查。

数据查询功能（短信互动）

发送一个短信给终端，如：发送DQ

（短信格式例：XX台区X月X日X时X分，相电压U相XV，V相XV，W相XV；线电压UV相XV，VW相XV，WU相XV；电流U相XXA，V相XXA，W相XXA，N相XXA，变压器温度UXX℃，VXX℃，WXX℃，NXX℃，刀闸UXX℃，VXX℃，WXX℃，室外温度XX℃，油温XX℃）

返回当前台区监测的所有当前值。

5.配网故障策略的实现

配网故障自动诊断决策系统不仅需要根据遥测结果定位故障区段，而且需要及时地给出故障区段隔离策略，从而缩短停电时间，减小停电区域。而配电网络结构复杂，以典型配网结构为研究对象，在ATP/EMTP电磁暂态计算程序中，建立典型配网故障的仿真模型；基于配网故障仿真模型，研究零序有功、零序无功、零序电流、5次谐波等稳态参数的特性；基于配网故障仿真模型，研究故障暂态电压、电流首半波、暂态电压、电流行波等暂态参数的特性。

通过计算，给出故障类型和处理故障的方案。