配网线路故障跳闸的有效信息辨别及应用

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10KV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。10KV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,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。通过定值单,可以了解开关投入的保护种类(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。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10KV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54min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10KV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,10KV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SV03.110,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3.5s,得电合闸（x）时限42s,合闸确认（Y）时限5s,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《10KV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54min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,3.5s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=81.405V,Uc1=82.559V: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。

图2装置SOE记录

图3装置保护动作记录

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,3.5s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70V),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3.5s: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间,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。