利用计量终端配变失压信号实现10kV线路开关停电智能判断

陈恒

摘要 配电网在电力系统中负责将电能分配给各用户，湛江地区的配电网组合模式不仅结构复杂且电力网运行效率偏低，每当线路故障跳闸，运维人员往往都需要在巡查线路过程中进行全线巡查，需要花费大量的人力和物力，存在三个特点：一是用时过长;二是需要大量的人手;三是供电可靠性随之降低。湛江局通过深入思考和探索，自主开发利用计量终端配变失压信号实现lOkV线路开关停电智能判断功能，对改善配电网的调度运行故障处理的工作效率有着重要的作用。

【关键词】计量自动化系统 配变失压信号 智能判断

目前，湛江局配网线路仅安装了35台智能开关、1900套故障指示器，配网自动化设备覆盖率偏低，没有相应的设备获取线路实际运行数据，只能通过EMS系统实现对站内馈线开关的监控，配网调度无对lOkV线路的实时运行情况进行有效监控，基本处于“盲调”状态，导致故障处理时间过长，影响供电可靠性。

通过调查研究，湛江地区配变的计量终端覆盖率为100%，在线率可达到97.81%。具有设备的覆盖范围广，数据有效性高的优势，本项目是利用到现有的计量系统配變失压数据，在配网自动化系统内开发智能判断的功能，对数据进行采集、分析，从而向用户推送停电开关。同时开发的成本低，具有充足的可行性。

1 馈线故障的定位、诊断

配电网作为发电厂供电的核心组成要件，其应该实现故障智能诊断，从而提高配电网调度运行的水平。配电网运行需处理好馈线故障问题，防止停电时间过久带来的不便。配电网自动化的最终目的是尽快定位馈线故障，具体措施如下：

（1）配变计量终端能准确测量有功电量、无功电量、电压、电流等参数，给供电人员统计、分析数据带来方便，若很好应用于台区的计量的各项功能，实现台区供电情况的自动远程获取，直接用于故障判断，将减少人力物力。

（2）计量自动化系统的统一平台采集各厂站、电厂、专变、公变及低压用户的各类数据，各类数据综合应用，除可满足自动化抄表之外，对电网的监测、用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理决策都提供了非常重要的数据和依据，借助计量自动化系统的建设和数据传递，开发其他系统功能模块新技术应用，促进配网调度运行管理提升。

（3）智能配电网的故障诊断研究具有重要的现实意义。本项目在配电网故障诊断中引入较为适用、合理的判断逻辑，解决了大部分配电网事故的问题。

（4）配电网单线图是配电网络中比较重要的图形，电力运行人员可以通过它监视配电网的运行状态，给调度员对配电网的分析调控带来巨大便捷。在配网自动化系统中配电网的单线图拓扑对智能诊断开关停电具有重要的意义。

2 智能诊断功能特点

目前湛江局配网自动化建设正处于起步阶段，配网自动化终端覆盖率还很低，本项目通过配网自动化系统与省计量自动化系统、配网单线图系统的数据对接，通过充分利用已有的配变计量自动化终端数据，判断台变失压，实现支线停电智能辅助判断的全覆盖，实现lOkV支线停电判断、告警功能，辅助配网调度员进行故障分析，达到故障快速判断，进而达到故障快速处理，快速复电减少故障停电时间，提高供电可靠性以及客户满意度的目的，同时，大大减轻了运维人员的查障工作量和安全风险。

3 功能原理及结构方案

如图1所示。

3.1 数据获取

（1）开关跳闸;

（2）配变计量终端感应到线路已失电，使用终端配变自带的电池，触发停电告警信号，通过湛江计量系统服务器发送至省计量自动化系统：

（3）省计量系统再向湛江配网集约化系统提供配变失压数据。

3.2 判断逻辑

判断逻辑是的本项目的核心，在配网自动化系统智能判断停电开关技术中是不可缺少的部分。通过设置一台分段开关后段线路中若干个配变失压，避开因运维人员检修或单台配变故障引起的失压导致的误判，最后系统综合分析，从而推断开关跳闸结果，具体设置逻辑如下：

（1） -条支线上如果是若干个配变，当发生单台变失压，配网自动化系统检测不到第二台配变的失压信号，则不作开关停电判断和推送，只在停电信息告警窗口发出该台配变的失压信号，供调度员参考;

（2）同样情况，配网自动化系统采集两台或以上数量的配变失压信号，是线路开关停电判断更为可靠，规避了误判的可能。

3.3 智能判断

配网自动化系统检测到一条线路上两台及以上的配变失压信号后，利用现有的计量自动化台变终端（电能表）数据和GIS单线图系统设备拓扑关系，结合调控中心配网自动化主站系统建设高级应用功能，将台变终端数据和GIS单线图导入配网自动化主站系统，通过信息收集、事项分组、停电位置定位和停电事项显示四个过程的算法，实现逻辑判断，达到lOkV支线停电判断的目标。完成一次事故的跳闸判断用时只需要5分钟。如图2所示。

4 配变失压信号的采集时间

配变失压信号的采集时间的长短是实现快速判断、快速通知用户的关键。在功能模块建设初期，配网自动化系统向省计量自动化系统采集数据是60分钟/次，耗费时间过长，这远远不能满足我们的需求。经过实践尝试，在不影响服务器可以承受的工作强度的基础上进行调整，目前实现了15分钟采集一次，有效的提高了数据传输的时效性。

5 项目优势

（1）项目仅在现有设备基础上搭建，无需额外购买设备，充分利用资源，做到花小钱、办大事，解决了配网调度盲调的问题，对湛江配网调度工作有开创性意义。

（2）实现了lOkV支线停电判断、告警功能，辅助配网调度员进行故障分析，达到故障快速判断等功能。该成果在湛江局现处于试运行阶段，效果良好，实现了故障快速定位、快速隔离、且快速恢复非故障段线路供电，得到各运维部门一致认同。

6 成果收益

（1）实施本项目后，能够使配网调度快速获知停电范围，迅速开展相关的线路查障工作，切实解决了配网调度“盲调”的问题;

（2）大大缩短了线路故障处理时间。改变了一旦线路跳闸，巡线人员必须全线巡查后才能明确跳闸开关的状况，使巡查工作更直接、更节省巡查时间;

（3）延长了电力供应时间，从而增加了电力企业的经济效益。经研究，本项目实施后，供电时间较以往增加了2700小时，通过更大的技术改进，确保电力有效供应时间将持續增加，对企业的经济效益的增加有较大的帮助，同时也大大提高了客户的满意度等无形的收益。

7 功能优化

（1）经过数据统计，目前配网自动化系统从省计量系统获取数据的时效性仍然不能满足实际应用需求，仍有提升的空间，例如方案一，建设海量数据库，整改数据库的获取速度，同时提高后台服务器的运作能力，最大化、最迅速的向用户推送配变计量数据;方案二，在地区的计量系统服务器前置借口提前提取计量数据，无需等待数据来回于计量自动化系统，减少中间传递的过程，使数据直达配网自动化系统等，以达到实时监视配网线路运行情况的效果。

（2）随着运行时间越来越久，配变计量终端的电池将会逐步老化、失效，导致配变停电后无法发送配变停电告警信号，进而影响lOkV线路开关停电判断的准确率。可通过提升日常运行管理进行把控，对配变计量终端的日常巡查维护到位，梳理统计计量终端电池失效的配变，及早更换失效电池，以达到大幅提升判断准确率的目的。

8 结论

在当前，我国社会主义现代化建设各个行业经济效益持续上升的背景下，配电网供电系统的持续、安全、稳定运行为社会化大生产提供了重要保障。特别是在线路设备故障后，电能供应必须快速恢复，否在将造成用户的正常生活需要和生产需求。开发利用计量终端配变失压信号实现lOkV线路开关停电智能判断技术，为快速恢复用户供电提供了有力的条件，通过不断的优化功能配置，将有利于不断提升配网调度运行工作效率。

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