基于10kV配电自动化终端零序电流序列表的接地故障定位方法

杨仁利，王达，陈俊安

（广东电网有限责任公司茂名供电局，广东茂名，525000）

0 引言

单相接地故障会带来一系列不良影响，给整个配网系统造成极大损害。单相接地故障发生后，相关配电设备的电压会上升，超过额定电压，威胁其正常运转，引发其故障，进而威胁到用户的持续、稳定用电。因此，当接地故障发生时，及时、准确地定位接地故障区段，分析、查找故障原因,再进行有针对性的处理十分重要。

随着科学技术手段不断发展，接地故障判断研究也取得一定成果，文献[1]提出了一种配合FTU工作有效的零序电流增量故障定位方法，解决小电流接地系统发生单相接地故障后故障特性不明显因而故障定位困难的问题；文献[2]采用实时计算故障零序电流幅值与对应各配电自动化终端的额定零序电流幅值的差值来判定接地故障馈线和接地区域。

目前各种接地故障判断方法在实际中取得不错的应用效果，但配网调度员在实际操作过程中，当某变电站出现10kV母线接地故障时无法确定具体接地位置，给配网调度员造成极大困扰。本文从实际出发，给出一种基于10kV配电自动化终端零序电流序列表故障定位方法，通过在配网自动化主站充分利用10kV配电自动化终端的三遥信息，结合主网自动化主站10kV母线接地信号，给出该站所有配电自动化终端零序电流列表排序，给出告警信号和信息通知，配网调度员通过判断零序电流最大的终端来辅助判断接地点位置。

1 配电自动化终端零序电流告警信息

1.1 告警信息包括

（1）零序电流越限报警（动作或复归），含操作、紧急、事故三类越限 ；（2）事项（动作或复归），描述含“接地”；（3）事故跳闸；（4）开关位置（闭合或断开）。

1.2 序列表展示10kV馈线所有配电自动化终端信息，如表1所示。

表1 序列表展示内容

9日最大值 是否取反10 日最大值发生时间 是否有效11 日最小值 是否人工置入12 日最小值发生时间 是否活动13 是否禁止报警

1.3 设备状态定义

（1）运行设备

数据库中关联配电自动化终端RTU“投运状态”为“投运”且“未挂牌”。

（2）非运行设备

数据库中关联配电自动化终端RTU“投运状态”为“调试”（或“检修”）或者“挂牌”。

图1 RTU投运状态

1.4 设备关联

通过利用告警信息确定点，点关联RTU，再判定RTU “投运状态”。通过数据库配电自动化终端信息点关联设备，再确定挂牌情况。确定范围内其它设备，用拓扑搜索、判定挂牌情况。设备到关联RTU，要利用点来确定：找设备上任意两个点，关联同一个RTU，则确认为设备关联RTU；或通过判断找设备关联的开关位置这个点，确定其采集RTU。

2 实现技术原理

配网自动化主站10kV配电自动化终端遥测配置零序电流I0，通过配网自动化主站实时报警界面，从指定告警事项获取相应10kV线路关联的配电自动化终端零序电流I0和开关位置，并通过表格展示指定数据，标示I0电流最大值，辅助人工识别故障判断关键信息。在配网自动化主站配置了基准信号类型的遥信、遥测符合设定条件后触发，提取相关告警信息实现配网接地故障定位判断。相当于符合条件的遥信动作或是符合条件的遥测越限后，在调度员界面智能告警栏产生接地故障区段定位事项，并可调阅相应告警信息。判断依据获取信息时间范围是触发条件前10s后30s。

2.1 触发条件定义

（1）设备不跳闸判断条件

“馈线容器”范围内：运行设备上为“接地告警”或“零序保护”的遥信动作，或基准信号类型为“零序电流”的遥测越限，无设备跳闸。数字量设置：（接地告警或零序保护）且开关分闸；模拟量：零序电流越限且开关分闸

（2）设备跳闸判断

“馈线容器”范围内，调度操作范围外的运行设备分闸。“调度操作范围外的”运行设备指站外10kV自动化开关。这种开关跳闸后可能会有二、三次重合闸，直到下游的负荷开关正确隔离故障。负荷开关只上送“得电合”、“ 失电分”、“ 闭锁合闸”、“ 闭锁分闸”信号。利用拓扑定位离电源点（站内10kV出线开关）最远的一个合位开关，其下游开关的后段就是接地点。

图2 数据库零序电流设置

另外排除调度员控分和就地分闸的情况。控分的分位遥信，会有“控制命令”关键字；现场分闸需根据“就地动作”信号状态来排除。

2.2 故障定位判断

2.2.1 设备不跳闸情况判断

（1）首端设备

满足触发条件，检索范围内“零序电流”类型遥测最大的设备，前段无自动化设备。

形成告警事项格式如下：【XX供电所】XX厂站XX馈线容器与XX设备，之间接地

（2）末端设备

满足触发条件，检索范围内“零序电流”类型遥测最大的设备，前段均为运行设备，后段无自动化设备。

告警事项格式如下：【XX供电所】XX厂站XX馈线容器XX设备，后段接地。

（3）中间设备

满足触发条件，检索范围内“零序电流”类型遥测最大的设备，前段均为运行设备，后段有自动化设备。

告警事项格式如下：【XX供电所】XX厂站XX馈线容器XX设备与XX（后一）设备，之间接地。

2.2.2 设备跳闸情况的判断

满足触发条件，利用拓扑检索范围内最靠近10kV出线的合位设备。告警事项格式如下：【XX供电所】XX厂站XX馈线容器XX设备，后段故障。

2.3 零序电流序列表展示

设备不跳闸情况，递减展示，时间范围内，各设备“零序电流”类型遥测最大值。

设备跳闸情况，展示设备跳闸前三相电流、零序电流。

2.4 运行结果分析

当某站发生母线接地告警时，该站10kV母线电压值异常，有10kV母线接地 动作 信号。通过查看该站所有配电自动化终端零序电流I0情况，标示I0电流最大值，如表2所示。

表2 配电自动化终端零序电流序列表

2019-10-7 0:23:23 XX站10kV XX线10kV XX线#59杆柱上高压真空负荷开关，零序电流最大，值=3.6600 2019-10-7 0:23:44 XX站10kV XX线10kV XX线#73杆柱上断路器，零序电流最大，值=1.2800 2019-10-7 0:25:06 XX站10kV XX线10kV XX线#73杆柱上断路器，零序电流最大，值=1.2800 2019-10-7 0:25:37 XX站10kV XX线10kV XX线#59杆柱上高压真空负荷开关，零序电流最大，值=3.6600 2019-10-7 0:26:57 XX站10kV XX线10kV XX线XX支线#02杆柱上断路器，零序电流最大，值=2.1400 2019-10-7 0:27:08 XX站10kV XX线10kV XX线#59杆柱上高压真空负荷开关，零序电流最大，值=3.6600

根据上述设置条件后情况触发信号，提取相关告警信息实现配网接地故障定位判断，在配网自动化主站告警窗生成告警信号如下：

2019/08/17 05:38:56 XX站10kV XX线#168塔柱上开关，后段接地。

2019/11/06 00:32:37 XX站10kV XX线XX站.10kV XX线#113杆柱上断路器与XX站.10kV XX线#124塔断路器，之间接地。

配网调度员通过配网自动化主站实时数据可以辅助判断该站所有配电自动化终端零序电流情况。以变电站为电源点，出现零序电流I0最大值的开关后段线路最大可能是接地故障点，一般来说，越靠近故障点的零序电流I0越大，如表3所示。

表3 配电自动化终端零序电流

XX线XX支线10T1开关I0 0 2018-07-20 14:00:14 0 0:00:00 XX线XX支线#33塔33T1八队支线1T1开关I0 0 2018-07-22 16:27:56 0.02 21:58:02 0 2018-07-21 09:35:25 0 0:00:00 3.66 2018-07-22 18:27:51 3.66 18:27:51 0 2018-07-20 14:42:30 0 0:00:00 XX线XX支线#1塔1T1开关I0 XX线XX支线62T1开关I0 XX线XX支线#59白花支线3T1开关I0 XX线38T1开关I0 0 2018-07-22 20:42:53 0.02 22:43:03 XX线XX支线21T1开关I0 0 2018-07-22 19:12:48 0.02 0:00:00

3 结论

本文通过配网自动化主站10kV配电自动化终端零序电流I0值，实现零序电流序列表展示和配网接地故障定位判断，为配网调度和运维人员提供快速、精准的接地故障诊断信息，提高故障切除效率，从而提高配网可靠性。