提高配网供电可靠性的一种实用方法

【摘要】国内外的配电网故障处理模式主要有以下三种： RTU模式：类似RTU的开闭所自动化系统，常称作DTU。这种做法主要是实现开闭所的监测监控，并把数据传给主站，由配电主站实现故障处理算...

摘 要：本文介绍了开闭所故障处理系统有效地提高了供电可靠性，同时也提高了运行管理水平，实现了开闭所的运行监视，并且能够不依赖于通讯，仅依靠故障处理终端即可完成配电线路的故障隔离，以及非故障区域的供电恢复，是一种实用简易的配电自动化模式的实际应用。通过一次跳闸事故分析介绍了在该系统应用后对提高配网供电可靠性和运行管理水平的实际效果。

关键词：开闭所故障处理系统；故障隔离；供电可靠性

中图分类号：TM73 文献标识码：A

一、现状分析

在城市电网中的负荷密集区，大多建有开闭所（开关站），再从开闭所直接向用户供电。开闭所是配电网最基本的单元，电压等级大多为10kV。随着需求的增加，城市配电网的发展也随之加快。这给配电网的运行和管理增加了压力。通过技术的进步来实现配电网的可靠运行，国内电力部门早在九十年代就提出配网自动化的概念，并在九十年代末期进行试点。但试点侧重的是馈线自动化和基于通讯的配电网自动化，由于通讯通道的可靠性和可维护性的问题，这些自动化建设，没有取得预期的良好效果。

国内外的配电网故障处理模式主要有以下三种：

RTU模式：类似RTU的开闭所自动化系统，常称作DTU。这种做法主要是实现开闭所的监测监控，并把数据传给主站，由配电主站实现故障处理算法，并把隔离和恢复指令下发给DTU去执行；

光纤差动模式：相互级联的开闭所间用基于通讯的光纤差动，实现开闭所故障处理；这种方案，故障处理过分依赖于光缆线路，可靠性极差；

当地监控模式：当地监控与开关保护一起实现开闭所末端线路的故障隔离，由配电主站实现联络线和负荷开关用户的故障隔离以及非故障区域的供电恢复。

以上三种模式，没有找到综合运用开闭所内部逻辑以及相互级联的开闭所之间的逻辑关系的方法和技术，故障处理依赖于通讯和配电主站，大大降低了系统的可靠性和可用性，是系统无法正常运行和推广的根本原因。

目前市区开闭所数量多，分布广，运行维护人员对开闭所巡视的周期往往较长，平时开闭所里面发生的情况，作为巡视人员往往无法及时了解，从以上几种模式的比较和总结提出了一种提高配网供电可靠性的使用方法，即在开闭所中安装开闭所故障处理系统，开闭所故障处理系统是采用保护、监控、通讯一体化的装置，集中组屏安装.这种模式针对环网开闭所的所有线路进行故障隔离和供电恢复，建立了基于GPRS无线通讯，使得开闭所运行处于实时监视，而且工程简易，投资小，易于推广和复制。目前在郑州的10kV开闭所运行管理中，开闭所故障处理系统模式发挥了很大的作用。

二、开闭所故障处理系统组成

HP9000开闭所故障处理终端、监控后台、短信告警系统构成了经济实用的开闭所故障处理系统，系统可以实现开关设备的现场操作、远程操作、开关运行状态的远程监视、故障隔离和非故障区域的供电恢复：将开关的运行工况、电气参数等通过GPRS传输到数据中心与监控中心，使开闭所不再黑匣运行。 短信告警系统使故障信息及时通知运行维护人员，及时处理故障。

开闭所故障处理系统就地模式下由线路人员在现场通过设备，或遥控器进行分合闸操作。在远方监控模式下，通过后台监控中心，由值班人员根据后台反映的开关状态情况，按照调度规程用遥控方式进行远方分合闸操作。并且不依赖通讯手段，根据自带的逻辑判断功能自动处理故障隔离和非故障区域的供电恢复。

1 终端设备

HP-9000开闭所故障处理终端是集保护，UPS电源及GPRS通讯模块于一体，通过现场数据的采集进行判断并实现自动分、合闸，实现多种保护功能，并将数据通过无线通讯传递到后台监控中心；具有以下功能特点。

测量监控功能：实现电流、电压、功率等电气量的测量，开关状态的监视，开关的远程控制功能。

故障隔离功能：实现开闭所内断路器用户故障、负荷开关用户故障、联络线故障的隔离。

重组功能：故障隔离后，根据电源情况进行重组，实现非故障区域的自动供电恢复。

UPS运行状态监视：可以监视UPS的运行状态。

集中组屏安装，集保护，控制，UPS，通讯于一体。

2 后台系统

采用数据中心和监控中心，数据中心是整个系统的应用级服务器，完成通信管理、数据采集、数据存储、通信转发等关键任务，监控中心上安装HMI、组态软件、数据库设置，完成人机界面和系统维护功能。

（1） 数据中心

数据中心可以安装在任一个有静态IP的节点上，实现对监控点的数据采集、设备运行状态以及GPRS运行状态的监视，告警信息分类发送，安装在设备运行维护部门，以便及时发现问题及时维护。

数据服务能够实现的功能：

通道监视：GPRS模块和装置通讯状态

数据采集，建立实时数据库

数据监视：通讯报文和遥测、遥信、事件记录数据的查看

数据转发：可以通过以太网的TCP/IP转发数据，在转发数据的线程 中，自动探测遥信变位、遥测变化和新的事件记录，并主动上传数据。

短信告警：捕捉故障信息，发出告警短信

数据存储，时钟设置

（2） 监控中心

监控计算机安装用于配电自动化系统的SCADA软件，对配电网进行运行监视。

监控信息可以通过web形式，供需要浏览的地方进行浏览，也可以由数据中心提供动态库，将数据通讯和数据格式化部分嵌入到第三方监控系统中。

（3） 短信告警

短信告警系统设立在后台监控上，可以把终端上传的信息进行分类转发给不同的运行人员，及时通知运行维护人员，同时在后台监控系统中，便于运行维护。

三、实际运行效果

下面通过一处跳闸实例进行分析：

2012-9-11 17：47：21工人一配进线跳闸，工人一配上面有工人二配，百花配，然后是电源点碧沙变8板；其结构如图1：

运行维护人员2012-9-11 17：48收到短信，随即赶往现场工人一配，经现场检查，发现工人一配的所用变故障导致母线短路，经过处理；于19：25分恢复送电，不到2小时恢复了所有区域供电。

1. 减小了停电面积，如果此次工人一配母线故障在没有安装HP9000开闭所故障处理系统情况下，结果是碧沙变8板会跳闸，导致工人一配，工人二配，百花配一段电源均失去；其供电区域停电。安装开闭所故障处理系统以后，直接隔离工人一配的故障，工人二配，百花配供电区域正常供电。

2. 减少供电恢复时间；接收到短信及时赶往现场，故障隔离准确，故障点容易寻找，如果此次故障引起变电站跳闸，三个开闭所都是潜在故障点，查找耗费人力，恢复供电时间没有保证。

3. 根据主站监控查看事件发生的过程，事件发生的瞬时记录，便于事故的预防；对以后巡视工作的重点有指导意义。

综上所述，开闭所故障处理系统对于提高运行管理水平和供电可靠性，维护供电公司的良好社会声誉具有重要积极意义。

结语

开闭所故障处理系统核心内容是故障自动定位、故障自动隔离和非故障区域的供电恢复。在郑州60多个开闭所内运行实践。准确的扑捉到了140多次故障信息，并迅速准确的将故障信息以短信的形式通知相关人员。大大减轻了运行人员的劳动强度，减小停电面积，减少了停电时间，提高了运行管理水平和供电可靠性。同时提高了供电公司的经济效益和社会声誉。

参考文献

【1】《微型机继电保护基础》 杨奇逊-中国电力出版社

【2】吴国良.配电综合自动化系统综述。华北电力技术，1994.12

【3】徐丙垠. 配电自动化远方终端技术[ J ]. 电力系统自动化

【4】林功平. 配电网馈线自动化解决方案的技术策略[ J ]. 电力系统自动化