配电线路故障智能快速诊断平台解决方案

配网自动化　配电线路故障智能快速诊断平台解决方案　吴仁光，徐园　（国家电网浙江省象山市供电公司，浙江象山　３１５７００）　［摘要］　提出一种解决用户分支接地故障波及事故的理想方案，采用由智能分界负荷开关设备和后台智能监控系统组　成的具有远程传输能力、可本地在线监控、远程及时通知的配电线路故障智能快速诊断平台。智能分界负荷　开关设备由分界负荷开关控制器与用户分界真空负荷开关组成，确保非故障用户不受故障用户的波及影响。　后台监控系统除实现故障信息实时显示外，还具有故障点定位、故障波形显示、故障信息转ＧＳＭ短信通　知、分界开关遥控分合及各负荷终端处电流电压数据与开关运行状态实时采集等功能。该方案可提高故障查　找效率和故障定位准确性，减少连带性事故停电，缩小故障停电范围，缩短用户停电时间，提高配网供电可　靠性。　关键词　配网线路故障供电可靠性负荷开关ＧＳＭ通信　０引言　随着我国配网的迅速发展，地方电力部门对配网安全　以某山区支线单相接地故障为例。若没有智能快速诊　断平台的支持，根据传统配网保护的机制，当故障发生　时，变电站将会开断为故障支线供电的整条馈线，甚至有　时为了故障选线，还要开断其它无关馈线，扩大了故障的　波及范围。接着，为了修复故障，检修人员必须对几乎所　有馈线或可能故障的馈线进行实地排查。对于山区配网来　说，该工作可能需要持续十几个小时甚至数十个小时，且　大部分人力被浪费在无故障线路上。　在智能快速诊断平台的支持下，当故障发生时，安装　供电可靠性的要求也越来越高。配电线路具有传输距离　远、支线多、环境和气候条件恶劣等特点，因此故障率较　高；另一方面，目前１ＯｋＶ配电系统普遍采用电网中性点　不接地或经消弧线圈接地的小电流接地方式，当发生单相　接地故障时，极易产生电弧甚至扩大事故ｌ＿１］。若事故发生　后没有及时发现和处理，将会给生活带来极大不便，并可　能造成重大的经济损失，干扰企业的正常生产经营，因此　在故障支线与变电站馈线Ｔ接处的负荷开关可以在毫秒级　别的时间内快速地智能识别故障，进而自动开断以防止故　障的进一步恶化；而其它Ｔ接处的负荷开关保持原状态　（通常为闭合状态）。同时，自动开断的负荷开关将通过通　需要迅速准确地找到故障所在线路，以便进一步进行故障　定位和采取措施予以消除ｌ＿２］。　配电线路距离较长、分支较多，通常呈网状结构且多　分布于交通不便之处，因此查找故障非常困难。虽然有许　信模块将故障动作的消息发送给监控软件及检修人员，检　修人员可根据负荷开关的位置，直接对发生故障的支线进　行实地故障排查，大幅缩短了排查时间和故障持续时间。　多快速选线方法可用来替代人工劳动，但是大部分的单相　故障选线方法都是采用集中采集比较的方法，不能适应配　电自动化的要求［３］。鉴于此，本文提出了一种配网线路故　障智能快速诊断平台解决方案，以提高配网线路故障的查　找效率和定位准确性。　际　而　．　ｇｇ￣－＜　盟　一　１智能快速诊断平台架构　本文提出的智能快速诊断平台主要由智能分界负荷开　关设备和后台智能监控系统组成。如图１所示，智能分界　ｍ　锄　ｎ　一　ｊ量　辈　ｌＩ堡　璺　Ｉ　ｌ量　璺竺ｆ　ＧｃＭ网络　ｌ路由器ｌ　兰　苎　丁　ＨＩ　圆圈－　一囫　络盟一　丽　　鲞　ｌ出线　ｉ圆　负荷开关控制器安装于１０ｋＶ配电线路的责任分界点处（即　用户Ｔ接处），可以实现自动切除单相接地故障，确保非　故障用户不受故障用户的波及影响。通信模块采用ＧＰＲＳ　或ＧＳＭ无线通信方式，可以将故障信息发送给监控软件　和专职检修人员，实现故障的准确定位。配网ＧＰＲｓ中心　服务器通过监控软件在线监控设备状态及电网运行参数，　实现实时在线监控、数据分析等功能。　收稿日期：２０１４—０９—２４　２智能分界负荷开关设备　目前常见配网线路Ｔ接结构如图２所示。当用户侧发　生单相接地故障时，如果智能分界负荷开关能及时准确地　隔离接地故障点并对故障点进行准确定位，那么就可以极　作者简介：吴仁光（１９７１一），研究方向为配网运行管理、配网自动化；徐园（１９８３～），硕士，工程师，研究方向为电力系统及其自动化。　３８｝ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ　Ｉ中国电工网　大地减少停电面积，有效增强供电可靠性，提高维修效　率。　供　图２智能分界负荷开关安装示意图　智能分界负荷开关设备由分界负荷开关控制器与用户　分界真空负荷开关组成。真空负荷开关是非常成熟的产　品，因此在此主要介绍分界负荷开关控制器（以下简称控　制器）的设计方案。　控制器检测内部零序ＣＴ零序电流Ｌ的大小并与接地　零序定值Ｉ。　比较来判别接地故障是在界内还是在界外。　当Ｌ≥厶，　且不满足相间过流条件时，判为界内接地故　障；当Ｉｏ＜Ｉ　且不满足相间过流条件时，判为界外接地　故障。　２．１控制器主硬件平台　从硬件角度看，控制器主要由ＣＰＵ、Ａ／Ｄ芯片及传　感器、电源组成。　（１）ＣＰＵ采用３２位处理器，配置大容量的Ｆｌａｓｈ、　ＲＡＭ，用于解决事件记录、故障录波存储问题。　（２）Ａ／Ｄ芯片采用片外高精度１６位Ａ／Ｄ芯片，控制　器配置高精度的零序ＣＴ，可精确测量零序电流。　（３）电源配置大容量超级电容和开关脱扣器使用的储　能元件，确保在失电情况下能将开关跳开１次，并留有足　够的冗余能量用于事件记录。　２．２控制器软件平台　控制器采用实时多任务操作系统，软件模块化设计，　减少了软件耦合系数，提高了软件可靠性。　２．３控制器通信接口　控制器具备３个通信接口。　（１）面板通信调试口采用ＲＳ－２３２通信接口，解决了特　殊参数或特殊定值的修改问题，并可监视控制器的运行状　态。　（２）Ｒ　４８５通信接口作为备用通信手段。　（３）通过ＧＰＲＳ／ＧＳＭ通信接口，可与ＧＰＲＳ中心站进　行通信；可以向多个受警机发送短信，并接收短信命令。　３后台智能监控系统　后台智能监控系统（以下简称后台系统）主要由服务器　架构和后台监控软件组成。　３．１服务器架构　后台系统采用ＩＢＭ、ＤＥＬＬ等厂商的服务器，保证系　统能持久稳定运行。操作系统采用Ｗｉｎｄｏｗｓ　２０００专业版　与服务器版的最新版本，保证系统安全运行。该操作系统　具有易学、易维护特点，此外还具有强大的网络功能，支　配网自动化　持客户／ＨＥ务器通信方式和多种通信协议。　３．２后台监控软件　后台监控软件包括数据库支持软件和监控软件两部　分。数据库支持软件采用ＳＱＩ　Ｓｅｒｖｅｒ　２０００数据库；监控　软件由面向对象的程序设计编写而成，采用了报表和数据　库工具，可生成图文并茂的图形报表和图形界面。　监控软件具有以下功能。　（１）图形界面显示功能：系统终端模块分布框架以图　形界面显示。　（２）数据采集与监视功能：　实时采集、显示数据，并　进行数据存储。　（３）故障告警与短信通知：　发生故障时及时告警并将　故障信息发送给检修人员。　（４）故障录波：读取故障录波数据并图形显示，便于　监控人员分析处理。　（５）遥控功能：系统可远方遥控操作，具有防误操作　处理功能。　（６）定值设置：可实现定值上传、修改、下载功能。　（７）报表管理：自动生成各类型的实时运行报表、故　障告警记录报表、电压／电流记录报表等，可实现报表打　印。　（８）用户管理：可对不同级别的用户赋予不同权限，　从而保证系统在运行过程中的安全可靠性。　（９）支持串口、ＧＰＲＳ、ＧＳＭ等多种通信方式和多种　标准通信协议。　４结束语　本文介绍了一种解决用户分支接地故障波及事故的方　案，提出了一种由智能分界负荷开关设备和后台智能监控　系统组成的具有远程传输能力、可本地在线监控、远程及　时通知的配电线路故障智能快速诊断平台。该平台实现了　自动切除单相接地故障、自动隔离短路故障的功能，提高　了故障查找效率和故障定位准确性，减少了连带性事故停　电，从而有效缩短了停电时间，缩小了停电范围，保证了　并行支线及主网的可靠运行，提高了配网的供电可靠性与　质量。　参考文献　［１］颜湘莲，陈维江，王承玉．长间隙小电流空气电弧动态特性　［Ｊ］．电工技术学报，２００９，２４（１１）：１６５￣１７１　［２］张兆宁，郁惟镛，孙阳盛．基于小波包变换的模糊神经网络小　电流接地系统故障选线［Ｊ］．上海交通大学学报，２００２，３６　（７）：１Ｏ１２～１０１５　［３］林湘宁，高艳，刘沛，等．基于零序补偿导纳的小电流接地系　统单相故障保护新方法［Ｊ］．中国电机工程学报，２００６，２６　（１０）：４５～４９　（编辑杨正君）　电工技术Ｊ２０１５ｆ　３期Ｊ３９