基于OPEN3000系统内部采样数据的小电流接地告警改进方案

徐晓静，陈永平

(国网湖南省电力公司株洲供电分公司，湖南株洲412000)

2012年，株洲供电公司EMS换型，投入使用某公司研发的OPEN3000系统。该系统是在总结以往能量管理系统成功经验的基础上采用新技术、新标准而研制出的新一代标准化、开放式EMS系统产品，采用总线式构架，具有较强的应用扩展能力〔1〕。目前，OPEN3000系统已经成为株洲地区电网调度运行的“千里眼”，为株洲地区电网的安全、经济、可靠运行发挥了重要作用。

1 小电流接地告警现状分析

变电站10 kV电网中大多采用小电流接地方式，单相接地故障在线路总体故障中出现几率较高。小电流接地故障发生后，供电仍能保证线电压对称，故障电流较小，不影响对负荷供电，不必立即跳闸，允许系统继续运行1～2 h，这大大提高了电网的可靠性。但是，随着系统容量的增加，馈线增多，导致系统电容电流增大，在发生单相接地故障后，如果长时间带故障运行容易诱发持续时间长、影响面广的间歇性电弧过电压，从而损坏设备，破坏系统安全运行。因此必须尽早发现10 kV电网中的小电流接地故障，在最短时间内采取有效措施避免故障扩大化，提高电网的安全可靠性〔2-3〕。

目前，株洲城区110 kV以上变电站已全部实现无人值班，调度控制中心通过EMS系统可实时、准确获取电网运行情况并及时控制调整电网安全运行。电网中绝大多数变电站已安装了小电流接地选线装置，当故障发生时能正确上报接地告警信号。但有个别老变电站仍未安装小电流接地装置，当发生小电流接地时不能产生接地告警信号，只能依靠监控人员检查10 kV三相电压对称性来发现接地故障，不仅耗时费力，且不能在最短时间内发现故障，增大了故障扩大的几率。

2 基于OPEN3000系统的解决方案

2.1 提出方案

10 kV电网正常运行时三相电压是对称的，中性点对地电压为零，电网中无零序电压。当某条线路发生单相小电流接地故障时，三相电路的对称性受到破坏，故障点出现明显的不对称，其相连母线对应的故障相对地电压降为零，非故障相相电压升高至线电压，零序电压由零上升至正常时的相电压。如当A相发生单相接地故障后，电压变化情况是:A相对地电压为零，而B相和C相对地电压升高到原来的倍，零序电压由零上升至正常时的相电压〔2〕。

根据小电流接地时线路对应的10 kV母线各相电压变化情况，基于OPEN3000系统平台提出如下解决方案:在OPEN3000系统中新增“小电流接地告警”计算遥信点，根据对应10 kV母线电压变化情况赋值给该遥信点。当满足小电流接地故障电压变化条件时，计算遥信点值为1，启动小电流接地告警信号动作;当故障消除，电压恢复正常时，计算遥信点值为0，告警信号复归。如果是某相TV保险熔断或TV损坏等情况出现，只会造成某相电压降为0，其它2相电压和零序电压并不会升高，所以不会启动“小电流接地告警”计算遥信点。

2.2 方案实施

M变电站需增加10 kVⅠ母小电流接地告警信号，先在OPEN3000系统数据库中增加“M变电站10 kVⅠ母小电流接地告警”计算遥信点，在计算公式工具中设置信号赋值公式:

其中

@1代表计算遥信点“M变电站10 kVⅠ母小电流接地告警”

@2代表“M变电站10 kVⅠ母Ua”

@3代表“M变电站10 kVⅠ母Ub”

@4代表“M变电站10 kVⅠ母Uc”

@5代表“M变电站10 kVⅠ母Uo”//如Uo未采集可不设此条件

当M变电站10 kVⅠ母Ua，Ub，Uc中有1相下降接近于0，而其它两相增大接近于10 kV、零序电压上升接近原相电压时 (实际电压有波动，接近理想值)，计算遥信点值为1，事项告警窗口报“M变电站10 kVⅠ母小电流接地告警动作”。当接地故障消除，Ua，Ub，Uc，Uo电压恢复正常时，计算遥信点值为0，事项告警窗口报“M变电站10 kVⅠ母小电流接地告警复归”。

为确保监控人员及时发现故障，在“小电流接地告警”事项上告警窗的同时，增加小电流接地语音报警。

3 效果检验

实施基于OPEN3000系统的小电流接地告警方案后，在系统中选择M变电站10 kVⅠ母母线作为测试对象，模拟设置母线某相相电压为0，其余两相相电压为10 kV，零序电压为5.8 kV，满足小电流接地故障现象，告警窗口能正确快速产生“M变电站10 kVⅠ母小电流接地告警动作”的告警信号。取消模拟设置后，告警窗口报“M变电站10 kVⅠ母小电流接地告警复归”。在变电站远动装置上作了类似的模拟试验，也能产生同样效果。之后近1年时间里，当变电站10 kV线路出现小电流接地故障，引起对应母线电压变化时，均能正确快速产生“M变电站10 kVⅠ母小电流接地告警动作”告警信号，并语音告知调度监控人员。故障消除后，产生“M变电站10 kVⅠ母小电流接地告警复归”信号。

4 结束语

随着电网规模的飞速发展和无人值班变电站的推广，作为沟通调度控制中心和变电站桥梁的EMS系统占据了越来越重要的地位。OPEN3000系统作为集先进性、可靠性与实用性为一体的新一代EMS系统，有很强的应用扩展能力。

文中基于OPEN3000系统先进平台，针对株洲地区个别变电站无法上传“小电流接地告警”信号的问题进行了分析，提出并实施了解决方案，试验和实践结果表明此方案准确、快速、经济，在不增加资金投入的情况下，解决了个别变电站因设备限制无法上传小电流接地告警信号的问题，使调度监控人员第一时间发现故障，大大提高了故障处理效率和电网的安全性。

〔1〕国电南瑞.OPEN3000工程化手册〔S〕.2006.

〔2〕熊信银，张步涵.电力系统工程基础〔M〕.武昌:华中科技大学出版社，2003:156-193.

〔3〕肖白，束洪春，高峰.小电流接地系统单相接地故障选线方法综述〔J〕.继电器.2001，29(4):16-17.