配网线路故障跳闸的有效信息辨别及应用

摘要：对配网线路故障跳闸信息进行科学分析，辨别出有效信息，包括线路单线图、继保定值单、说明书等基础信息以及主站“三遥”信息、终端装置记录等，然后根据现场情况加以综合分析利用，可以有效指导线路故障后的处理工作。现通过一起典型的故障跳闸事件，分析故障信息的有效应用情况，最终消除了设备运行安全隐患，确保了供电可靠性。

关键词：配网线路;故障跳闸;有效信息;辨别

中图分类号：TM7;TP391.4  文献标志码：A  文章编号：1671-0797（2022）01-0016-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.01.004

0    引言

在配网自动化技术迅猛发展的背景下，自动化开关的广泛应用对线路故障隔离、停电范围最小化等起着举足轻重的作用。而正确、快速地获取配网线路故障跳闸信息，对快速判断故障类型、故障区域有着积极作用，有利于线路故障跳闸后实现快速复电。但目前配网运维人员普遍无法正确辨别故障跳闸的有效信息，故亟需对跳闸信息的有效性进行科学分析。

1    故障跳闸的有效信息辨别

在配网自动化得到应用的前提下，故障跳闸分析的有效信息有基础信息、主站“三遥”信息、终端装置记录等，它们是统一的整体，而每一个部分又有不同的优缺点，需要综合运用来确保故障类型、故障区域的准确判别，从而有效指导线路故障后的快速复电工作。

1.1    线路基础信息

基础信息为线路的主要配置情况，是故障跳闸分析的基础，主要包括馈线单线图、定值单、设备说明书等，其中馈线单线图展示线路网架构架情况，定值单展示开关跳闸策略，设备说明书可以帮助人员熟悉设备特性。当故障跳闸发生后，这些基础信息都要参与事故事件分析。

馈线单线图，内容为出线上10 kV电气一次设备，描述单条馈线的设备网络连线，它是电力运行人员计算和分析的重要平台和基础[1]。10 kV馈线设施主要有配变、断路器、隔离开关、配电线路、避雷器等。馈线单线图关注网络的逻辑连线，适用于运行和调度人员的分析决策[2]，对故障跳闸分析有很大的作用，可清晰体现线路网架结构和设备情况，对可能的故障类型、故障区域进行初步的判别。

定值单，是终端定值参数审批执行的载体，一般包括保护装置厂家型号、CT变比、定值项参数等。继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施[3]。通过定值单，可以了解开关投入的保護种类（如过流、零序、电压保护等）、参数设置情况，这是故障跳闸分析的原理基础。

1.2    主站“三遥”信息

“三遥”信息是指自动化终端通过通信技术与主站系统交互的信息，包括遥测、遥信、遥控。其中，遥测是终端的测量值，如电流量、电压量等;遥信是设备状态信息，是以动作或复归事件反馈的SOE报文;遥控是指主站向终端发送改变设备状态的命令[4]。主站“三遥”信息是监控配电设备的重要手段，也是跳闸故障分析的重要依据，它可以帮助配电运维人员快速获取故障信息，如开关变位信息、告警信号、遥测量的突变等，及时掌握设备异常情况，从而快速定位故障区域。它的缺点是高度依赖通信，当通信不稳定或中断时，将无法完整收到终端的信息。

1.3    终端装置记录

对故障分析有帮助的终端装置信息包括录波信息、定值参数、遥测量、开入量等。故障录波信息反映了故障发生前后设备模拟量、状态量的变化情况，可以直观地分析故障情况;准确的定值参数设置是继电保护准确动作的基础;终端遥测量、开入量情况反映了设备运行的实时工况，可分析终端可能出现的异常，能更加有效地指导故障跳闸分析。由于配网开关的分布具有分散的特点，多数采用无线通信方式，存在不稳定的因素，且报文上送频率和流量受限，主站接收信息可能不全，对故障的判别容易出现偏差，这时只能依赖自动化终端本身。其缺点是只能就地查看，耗费人力和时间。

2    线路故障信息的应用

下面通过一起典型的故障跳闸事件，分析故障信息的有效应用情况，从而彻底消除设备运行安全隐患，确保供电可靠性。

2.1    故障现象

2020-08-12T16：41，某供电局10 kV笔架乙线环锦公用配电站601开关失电分闸，但在电源侧复电后未启动得电合闸功能;约54 min后，经核查开关后侧线路无异常后，试送电成功。

2.2    有效信息收集

针对10 kV笔架乙线环锦公用配电站601开关保护异常的情况，需要收集以下信息：

（1）馈线单线图。查阅笔架乙线单线图，10 kV笔架乙线环锦公用配电站601开关为进线柜开关，前侧为变电站开关，后侧带有5台配变，分别为负荷开关控制。

（2）保护定值配置情况。根据定值单，获得如下信息：保护装置为长园深瑞PRS-3342AE，版本号为SV 03.110，投入电压时间型逻辑保护功能，退出常规保护，保留零序告警和过流告警功能。主要保护定值项如下：失电分闸时限3.5 s，得电合闸（X）时限42 s，合闸确认（Y）时限5 s，失电分闸投退1（投入），得电合闸投退1（投入），故障电流检测投退0（退出）。

（3）厂家说明书资料。针对开关没有得电合闸的情况，查阅了该厂家的《10 kV真空断路器成套设备技术使用说明书》，“电压电流型/时间型得电充电好”为“得电合闸动作”的前提条件，而“开关两侧无压” “开关跳位”是“电压电流型/时间型得电充电好”的必备条件。

（4）主站“三遥”信息。查阅主站系统，开关故障跳闸前后的报文如图1所示，环锦公用配电站601开关失压保护动作，开关分闸，并启动了逻辑功能闭锁合闸;约54 min后，开关由人工操作合闸。

（5）终端装置记录。现场对环锦公用配电站601开关保护终端进行检查，并调取终端的SOE记录、保护记录、故障录波记录、定值参数设置等。查看装置SOE记录，如图2所示，终端记录与主站信息一致，但存在一个异常情况，即在装置失电分闸之后，并无得电合闸充电好遥信（得电合闸允许）置1的记录;查看装置保护动作记录，如图3所示，当天16：41：49.023，电压电流型失电分闸动作;利用厂家配套程序，调取装置故障录波图，如图4所示，环锦公用配电站601间隔双侧失电分闸启动，3.5 s后失电分闸动作，异常情况为该间隔出现短时两侧有压，母线侧Ua1=81.405 V，Uc1=82.559 V;经检查终端定值参数，与定值单设置一致，排除定值设置问题。

2.3    过程分析

根据图2、图3，确认主站“三遥”信息正确，并发现开关分闸后无得电合闸充电好遥信置1的记录。核查图4录波记录，环锦601开关间隔双侧失电分闸启动，3.5 s后失电分闸动作，与定值单设置值一致;母线PT在开关跳闸前出现短时的有压（有压值为70 V），说明此时开关进线侧PT可能已恢复得电状态。结合前述说明书资料，推测在601开关跳闸后，线路侧一直处于单侧有压状态，故无法满足得电合闸充电逻辑，进而导致本间隔装置得电合闸动作无法执行。查阅变电站开关定值单，重合闸时间刚好为3.5 s;查阅主站信息，变电站开关瞬时故障跳闸，重合闸动作成功。因此，判断问题为该601开关失电分闸时限与前侧重合闸时间相同，而601开关动作速度比变电站开关慢，这两个因素造成601开关拒合。后对该系列装置调整失电分闸时間，使之与前侧电源重合闸时间不同。经一年的运行实践表明，运行正常，验证了分析结果的正确性，也论证了单线图、定值单、厂家说明书资料、主站“三遥”信息、终端装置记录等信息的有效性。

3    结语

在配网线路故障跳闸分析中，正确、快速获取故障跳闸的有效信息，将帮助配电运维人员快速判断故障类型、故障区域以实现故障的彻底解决。在配网自动化技术迅猛发展的背景下，故障跳闸分析的有效信息包括线路单线图、定值单、说明书资料等基础信息以及主站“三遥”信息、终端装置记录等，需要根据现场情况加以综合分析利用，从而有效指导线路故障后的处理工作，达到提升供电可靠性的目的。

[参考文献]

[1] 王姣姣.配网单线图自动生成算法的研究与应用[D].北京：华北电力大学，2017.

[2] 周博曦，孟昭勇，吴文宣，等.辐射接线模式的配电馈线单线图自动绘制算法[J].中国电力，2015，48（12）：136-140.

[3] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理（增订版）[M].北京：中国电力出版社，2004.

[4] 张明光.电力系统远动及调度自动化[M].北京：中国电力出版社，2013.

收稿日期：2021-09-30

作者简介：吴英山（1982—），男，广东封开人，工程硕士，高级工程师，三级助理技术专家，从事配网自动化技术管理工作。