一起电流集中型馈线自动化误动作案例分析

刘 静，王 婧，李海凤

（国家电网有限公司技术学院分公司，山东 济南 250002）

0 引言

馈线自动化是10 kV配电网的重要组成部分，利用自动化装置或系统，实时监测线路的运行情况，及时发现并隔离故障，恢复对非故障区域的送电［1］。电流集中型馈线自动化是馈线自动化应用比较广泛的一种，由主站通过通信系统来收集所有终端设备的信息，通过网络拓扑分析确定故障位置，下发命令控制各个开关实现故障区域的隔离和恢复非故障区域的供电［2-3］。电流集中型馈线自动化相比其他类型馈线自动化准确率高，可以更好地调配负荷，非故障区域的转供也具有更大的优势。本文介绍了一起电流集中型馈线自动化线路误动作的案例，分析了电流集中型馈线自动化工作原理、误动作的原因，提出了相应的预防措施，以防此类误动作的发生。

1 电流集中型馈线自动化工作原理

电流集中型馈线自动化工作原理：配电自动化主站系统根据配电自动化终端检测到的故障告警信息，结合变电站的保护动作信号、开关分合闸信息等进行综合判断，启动馈线自动化的故障处理程序，确定故障类型与故障区间，隔离故障区间并恢复对非故障区间的送电［4］。电流集中型馈线自动化主要适用于电缆线路及以电缆为主的混合线路。电流集中型馈线自动化原理如图1所示，线路1和线路2之间通过联络开关L1进行联络，F1—F5为线路分段开关。

图1 电流集中型馈线自动化原理图

K1处发生相间短路故障时，变电站的出线开关C1保护动作跳闸，F1、F2的终端检测到故障电流，并将故障告警信号上送至配电自动化主站系统，F3的终端未检测到故障电流，主站生成事件名称，并在30 s后启动事故处理程序。将故障定位在F2和F3之间。遥控拉开F2、F3开关进行故障隔离，合上联络开关L1，恢复非故障区域的送电。

2 事故经过

如图2所示，10 kV甲一线与10 kV乙一线为单联络纯电缆线路，具有3台环网柜，分别为101、102、103环网柜，联络开关为103环网柜02进线开关。因线路为纯电缆线路，变电站内的保护装置退出重合闸功能。线路配备3台集中型环网柜自动化终端，各环网柜进线开关为负荷开关、出线开关为断路器，均正确配置并投入保护及自动化功能。

图2 10 kV环网线路接线图

某日，10 kV甲一线所在变电站进行该线路自动化设备检修，现场工作人员未提前办理申请且未提前告知值班调控员，值班调度员未在配电自动化主站侧进行挂牌操作。但之前10 kV甲一线103环网柜检修结束之后，工作人员未及时摘除悬挂的“检修”标识牌。某时刻，现场人员在重启远动机过程中，10 kV甲一线错误上传开关分闸和保护动作信号（无合闸信号），之后配电自动化系统启动馈线自动化（以下简称FA）处理程序，配电自动化系统判断故障区间为10 kV甲一线0104断路器至101环网柜01进线开关间线路，系统控制分开10 kV甲一线101环网柜01进线开关，10 kV甲一线101环网柜、102环网柜、103环网柜停电。故障关键事件信息如表1所示。

表1 关键事件信息表

3 误动作原因分析

配电线路馈线自动化（FA）启动条件包括：

1）状态变化跳闸，产生停电区间，启动FA。

2）状态变化跳闸启动FA，遥控引起的跳闸不启动FA。

3）配合启动的保护信号有过流、速断、接地、变电站事故总等。

4）保护先于断路器跳闸，两者时间相差在30 s以内启动FA。

5）断路器跳闸先于保护，两者时间相差在5 s以内启动FA。

6）所属配电线挂有“检修”标识牌或“保持”标识牌时不启动FA。

在本案例中，10 kV甲一线所在变电站进行设备检修，0104断路器没有挂设备检修牌，故FA启动。10 kV甲一线出口0104断路器分闸和保护动作信号满足事故启动的时间配合条件。现场自动化检修工作导致0104断路器分闸、0104断路器过流保护动作信号误发，造成配电自动化主站系统启动事故处理操作流程。

电流集中型馈线自动化主要依赖配电自动化主站系统实现对故障的处理。配电自动化主站系统根据终端检测到的故障信息及变电站的保护动作信号，综合判断故障点。故障区域的电源侧以最后一个上送故障信号的开关为边界，负荷侧以通信正常的自动化开关为边界，故障区域两侧有且只有一个端点流过故障电流。在本案例中，通过关键事件信息表可以看到，配电自动化主站系统仅收到10 kV甲一线0104断路器的保护动作和开关变位信号，而线路上其他环网柜均未上传故障告警信号。按照电流集中型馈线自动化故障判断原则判定故障区间为10 kV甲一线0104断路器至101环网柜01进线开关间线路。配电自动化主站系统遥控拉开10 kV甲一线0104断路器和101环网柜01进线开关以隔离故障区间。10 kV环网线路故障区间判定如图3所示。

图3 10 kV环网线路故障区间判定

配电自动化主站系统在隔离故障区间后，需要恢复10 kV甲一线101环网柜01进线开关至103环网柜02进线开关之间的非故障区间负荷，但10 kV甲一线103环网柜在检修工作结束后，现场工作人员未按时摘除之前悬挂的“检修”标识牌，该环网柜在配电自动化主站系统侧被判定为禁止操作，无法执行转供策略，配电自动化系统无法遥控合上103环网柜02联络开关进行转供。因此，系统无法自动生成转供策略造成转供失败，101环网柜、102环网柜、103环网柜均停电，扩大了停电范围。

4 故障处理

现场检修人员查明故障原因后，确认线路具备送电条件，联系值班调控员恢复送电。对10 kV甲一线0104断路器悬挂“检修”标识牌，摘除10 kV甲一线103环网柜错误悬挂的“检修”标识牌，合上103环网柜02进线开关，进行非故障区域即101环网柜01进线开关至103号环网柜02进线开关之间的线路转供。待甲一线变电站检修结束后，摘掉甲一线0104断路器的“检修”标识牌，依次合上10 kV甲一线0104出口断路器、101环网柜01进线开关，之后再拉开103环网柜02进线开关，恢复线路正常运行方式。

5 预防措施

本文所述故障是典型的电子接线图设备标志牌管理不善导致的误动作。为了避免类似的误动作再次发生，提出以下预防措施：

1）建立严格的自动化设备检修管理流程。按照《电网配网调度控制管理规程》要求，当配电自动化主站设备、终端设备、通信设备的运维检修可能影响配电自动化系统正常运行时，应办理申请手续并提前告知值班调控员。针对可能引起FA不能正常使用或误动作的自动化检修工作，值班调控员应停用相关线路FA功能，可在配电自动化系统中将线路FA功能设定为手动模式或在相应线路开关装设“检修”标识牌。

2）加强配电自动化系统电子接线图的置位、挂牌操作管理，做到图实状态实时一致，避免因开关分合不对应或错误悬挂“操作禁止”“保持合闸”“故障”“检修”“试验”等标识牌导致馈线自动化系统无法正确动作。

6 结语

在配电自动化日常运行中，应严格执行自动化设备检修管理流程，加强对配电自动化系统电子接线图置位、挂牌操作的管理，避免此类电子标识牌管理不善或者检修流程不规范引起配电自动化系统误动作。