基于故障指示器的配网故障监控管理模型的研究

基于故障指示器的配网故障监控管理模型的研究

徐德俊

（南京大全电气研究院有限公司江苏南京211153）

摘要：本文对一种基于故障指示器的配电网自动化故障监控管理模型进行了详细介绍。配网自动化故障监控管理模型是根据故障指示器及其他设备的监测信息，快速准确的定位故障，并且通过远程的开关设备自动实现故障的隔离和供电的恢复。

关键词：配电网；自动化；故障定位；供电恢复

1、前言

这个基于故障指示器的配网故障监控管理模型是建立在变电站SCADA、配电网自动化、GIS等系统基础上，作为这些系统的集成应用进行工作的。基于故障指示器的配网故障监控模型为实现配网线路的故障定位，综合应用了三种技术：

1）采用了通过变电站继电保护或小电流选线装置来获取故障线路；

2）结合故障指示器和智能开关设备来确定故障可能发生的区段；

3）基于线路故障频率的统计信息，可遥控线路开关来实现故障隔离。

2、自动化系统集成

基于故障指示器的配网故障监控管理模型需要集成变电站ＳＣＡＤＡ、配网自动化、继电保护、ＧＩＳ等系统的信息和数据。具体包括了：开关变位信息、变压器有载分接开关运行数据、继电保护装置运行数据、变压器潮流、母线电压、馈线电流等。在自动化程序运行前需要获取一些相关信息和数据，包括馈线拓扑结构、ＳＣＡＤＡ系统所提供的实时数据（例如：故障电流、负载电流等）。本模型的自动化程序在运行过程中，需要和SCADA系统建立双向通信，获取线路开关设备的运行状态，并完成这些设备的参数设置和操作控制。

3、故障定位

基于故障指示器的配网故障监控管理模型的故障定位需要用到的数据有三种，分别是：

1）获取故障信息；

2）检测故障信息；

3）故障信息统计。

在本自动化模型中，通过装置获取故障线路，然后按照故障指示器的安装位置将故障线路分成若干区段，如图一，并基于拓扑结构分析计算这些区段的故障概率：

４、故障隔离和恢复供电

本模型中采了两种方法实现故障隔离和恢复供电：

（1）通过尝试性逐段重合开关来实现，系统将首先重合故障概率最高的线路分段开关，如果未发现故障（变电站重合器未跳闸）按照故障概率大小逐段尝试重合其它线路分段开关，直至找到发生故障的线路区段，然后隔离故障区段，并恢复其它无故障区段的供电。当故障定位不是十分确定的情况下，这种方式比较适用。

（2）完全不需要进行开关重合尝试。这种方式是立即直接隔离故障区段，使用最少次数的开关动作就可恢复无故障区段的供电。采用这种方式则需要故障定位非常清晰和准确，即需要在开关的安装位置同时安装故障指示器或者直接采用具有监控及通信功能的智能型开关。

5、基于距离继电保护装置的故障距离计算

由于无法获取故障电阻，因此主要依据电抗计算故障距离。在这种情况下，主要的误差源于叠加于故障电流上的感性负载电流，因此负载电流越大，误差往往也会越大。

为了解决这个问题，本模型中设计了一种新的故障定位算法，目的是先估算出测量数据中的负载电流，然后在实际故障发生期间及之后，对叠加在故障电流之上的负载电流进行补偿（S相和T相）；

ｕ１和ｕ２为故障前和故障期间的电压，Ｑ１和Ｑ２分别为相应的无功功率，Ｑｕ大小表示了对电压的依赖程度，由负载类型和时间决定。根据配网的测量数据，Ｑｕ的范围为2.0~6.0。

６、结语

本文所介绍的配网故障自动化监控管理模型与一般的线路开关远程控制方式相比，能更有效地降低开关尝试性切换的次数，并能更迅速地定位和隔离故障、恢复无故障线路的供电，从而大大缩短了停电时间，减少了供电企业及其用户因故障停电所产生的经济损失。

参考文献：

[1]孙廷鑫.配电网故障分析及二遥故障指示器在县级电网的应用[J].产业与科技论坛，2016，15（24）：48-49.

[2]刘波，王国栋，穆伟，等.故障指示器在配网自动化中的应用[J].电子技术与软件工程，2015（20）：158.