引言

按照南方電網(wǎng)公司配電自動(dòng)化管理要求,近幾年廣東電網(wǎng)公司大規(guī)模推進(jìn)就地饋線自動(dòng)化應(yīng)用,預(yù)計(jì)到2019年末,廣東電網(wǎng)配網(wǎng)線路的自動(dòng)化覆蓋率將超過80%,就地饋線自動(dòng)化基本實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)故障的快速切除,有效減少了線路故障引起的全線客戶停電事件,一定程度上提升了地區(qū)的供電可靠性。

在推進(jìn)配網(wǎng)自動(dòng)化全面應(yīng)用的同時(shí),設(shè)備運(yùn)行及管理部門也意識到,故障快速切除后的故障搶修過程,是新的制約供電可靠性提升的問題。而數(shù)量龐大的配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備的故障隔離和轉(zhuǎn)供,依靠已實(shí)施"集約化"管理的配網(wǎng)調(diào)度員來處理,將顯得力不從心。

廣東電網(wǎng)公司提出,自2019年起,通過就地饋線自動(dòng)化開關(guān)故障切除與主站協(xié)同的故障自愈技術(shù)應(yīng)用,來進(jìn)一步加強(qiáng)配網(wǎng)故障自愈的恢復(fù)能力,而這兩種技術(shù)協(xié)同配合的場景,對安全防控提出了新的要求。

1配網(wǎng)故障自愈實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)配網(wǎng)故障自愈有就地分布式自愈和主站集中式自愈兩種。就地分布式自愈又有基于電壓時(shí)間型自愈和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)自愈兩類,前者由環(huán)網(wǎng)開關(guān)檢測到單側(cè)失壓,就實(shí)施轉(zhuǎn)供操作,存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn):后者高度依賴光纖通信及同類型保護(hù)裝置,造價(jià)高,運(yùn)維難度大。而主站集中式自愈在故障時(shí)需切除全線負(fù)荷,并等待就地告警歸集主站后才進(jìn)行故障隔離和轉(zhuǎn)供操作,故障區(qū)前后的線路用戶被動(dòng)停電時(shí)間長,且后續(xù)告警上送主站的不確定性,導(dǎo)致很多情況下主站隔離故障失敗,非故障區(qū)用戶持續(xù)長時(shí)間停電。很多地區(qū)實(shí)施上述故障自愈技術(shù)一段時(shí)間后,故障自愈技術(shù)的持續(xù)實(shí)施處于停滯狀態(tài)。

已有的就地與主站協(xié)同式故障自愈(以下簡稱"故障自愈")研究以技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法為主,一般是以模擬故障發(fā)生在線路或設(shè)備某處,再反演故障自愈動(dòng)作邏輯的技術(shù)特性,從而為自愈策劃相關(guān)的應(yīng)用場景。另外,這類研究還增加了包括一、二次設(shè)備的開關(guān)設(shè)備拒動(dòng)或誤動(dòng)情況,來增加自愈邏輯的冗余特性。但實(shí)際配電網(wǎng)運(yùn)行中,故障發(fā)生時(shí)并非都是典型故障情況,還包括非典型故障事件及故障處置操作、臨時(shí)運(yùn)行方式等情況,這就對故障自愈相關(guān)技術(shù)提出了新的需求。

本文針對故障自愈技術(shù)的安全防誤需求,通過系統(tǒng)性分析電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度對故障處理的各種情況,對就地饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)故障切除,再由配網(wǎng)自動(dòng)化主站實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)定位、隔離與復(fù)電功能相關(guān)安全防誤要素進(jìn)行分析,認(rèn)為存在以下誤動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn):(1)非典型故障事件的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn):(2)故障處置操作造成誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn):(3)運(yùn)行操作引起的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn):(4)臨時(shí)方式下的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn):(5)時(shí)差冗余不足誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

2故障自愈安全防誤分析

2.1非典型故障事件的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)防控

(1)配網(wǎng)線路合環(huán)操作時(shí),因穿越電流過大等導(dǎo)致的饋線分段開關(guān)跳閘故障,可能造成故障自愈動(dòng)作。該情況就地饋線自動(dòng)化開關(guān)故障切除完成,主站自愈應(yīng)不動(dòng)作,可通過檢測該饋線上的開關(guān)有分、合閘操作或環(huán)網(wǎng)開關(guān)已在合閘位置,閉鎖自愈動(dòng)作。

(2)主網(wǎng)線路或設(shè)備發(fā)生停電,造成配網(wǎng)自動(dòng)化開關(guān)失壓分閘的停電事件,可能造成故障自愈動(dòng)作。該情況可通過檢索饋線無任何開關(guān)發(fā)出故障跳閘及保護(hù)動(dòng)作告警,閉鎖自愈動(dòng)作。

(3)配網(wǎng)線路實(shí)施帶電作業(yè),在此期間發(fā)生故障跳閘,可能造成故障自愈動(dòng)作。該情況考慮現(xiàn)場有人在工作,不應(yīng)啟動(dòng)故障自愈,應(yīng)通過檢索饋線已掛"帶電作業(yè)"標(biāo)示牌或相應(yīng)作業(yè)工單,閉鎖自愈動(dòng)作。

2.2故障處置操作造成誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)防控

(1)調(diào)度員故障處理期間,對已停電的故障線路試送電,試送開關(guān)故障跳閘,可能造成故障自愈動(dòng)作。該情況現(xiàn)場場景不可預(yù)計(jì),應(yīng)由人工處置,可通過跳閘開關(guān)是先合閘后分閘或是遙控操作開關(guān),來閉鎖自愈動(dòng)作。

(2)饋線發(fā)生單相接地故障,調(diào)度員實(shí)施線路拉閘停電,正好該開關(guān)發(fā)出保護(hù)告警,可能造成故障自愈動(dòng)作。該情況可通過檢測開關(guān)分閘是"遙控"操作,實(shí)時(shí)閉鎖自愈動(dòng)作。

2.3運(yùn)行操作引起的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)防控

(1)線路停電檢修期間,現(xiàn)場開關(guān)做傳動(dòng)試驗(yàn),上送主站故障告警和開關(guān)變位,可能造成故障自愈動(dòng)作。該情況應(yīng)通過檢索主站上的配網(wǎng)線路掛"線路檢修"標(biāo)示牌,閉鎖自愈動(dòng)作。

(2)線路開關(guān)正常分合閘操作期間,正好主站收到該開關(guān)上述保護(hù)動(dòng)作誤發(fā)告警,可能造成故障自愈動(dòng)作。該情況可通過判斷開關(guān)分合閘是"遙控"操作,實(shí)時(shí)閉鎖自愈動(dòng)作。

2.4臨時(shí)方式下的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)防控

(1)配網(wǎng)線路臨時(shí)轉(zhuǎn)供電,環(huán)網(wǎng)開關(guān)正常合閘時(shí),因線路故障環(huán)網(wǎng)開關(guān)故障跳閘,可能造成故障自愈動(dòng)作。檢測環(huán)網(wǎng)開關(guān)由人工操作及已在合閘位置,閉鎖自愈動(dòng)作。

(2)配網(wǎng)線路臨時(shí)轉(zhuǎn)供電,兩側(cè)饋線相繼發(fā)生配網(wǎng)故障,可能造成故障自愈動(dòng)作。該情況可通過饋線掛"轉(zhuǎn)供電"標(biāo)示牌或環(huán)網(wǎng)開關(guān)在合閘位置,閉鎖自愈動(dòng)作。

2.5時(shí)差冗余不足誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)防控

(1)就地饋線自動(dòng)化開關(guān)設(shè)置了二次重合閘,啟動(dòng)故障動(dòng)作延時(shí)超過自愈啟動(dòng)延時(shí),可能造成故障自愈早于故障二次切除,就將線路后段轉(zhuǎn)供到對側(cè)饋線,可能造成對側(cè)發(fā)生故障。該情況應(yīng)規(guī)范就地饋線自動(dòng)化開關(guān)的保護(hù)動(dòng)作延時(shí)邏輯。

(2)饋線環(huán)網(wǎng)轉(zhuǎn)供后,對側(cè)饋線時(shí)間電流配置級差保護(hù)時(shí)限方向反置,自愈動(dòng)作或擴(kuò)大故障區(qū)或者誤判。該情況會(huì)導(dǎo)致自愈誤判故障區(qū),可判斷環(huán)網(wǎng)開關(guān)在合閘位置,閉鎖自愈動(dòng)作。

3故障自愈安全防誤技術(shù)應(yīng)用

佛山供電局在實(shí)施配網(wǎng)故障自愈工作中,應(yīng)用了復(fù)雜場景下饋線自動(dòng)化設(shè)備保護(hù)配置策略的安全防控技術(shù),先規(guī)范典型配網(wǎng)接線及其保護(hù)定值配置,再通過將上述故障自愈安全防控方法設(shè)置到故障自愈動(dòng)作邏輯中,不僅提升了動(dòng)作的安全性,還提高了故障自愈實(shí)用性。

3.1饋線自動(dòng)化開關(guān)保護(hù)配置

佛山局的配網(wǎng)線路饋線規(guī)范站外自動(dòng)化開關(guān)保護(hù)配置,自動(dòng)化開關(guān)的保護(hù)按兩級級差保護(hù)設(shè)置,對于干線上有多級自動(dòng)化開關(guān)的饋線,非關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)化開關(guān)只投入保護(hù)告警,開關(guān)不投入故障跳閘:在同一故障事件下,各自動(dòng)化開關(guān)故障切除及重合閘動(dòng)作時(shí)限總動(dòng)作時(shí)長不超過120s。

3.2故障自愈動(dòng)作啟動(dòng)要求

配網(wǎng)線路發(fā)生永久故障后,主站自愈延時(shí)120s啟動(dòng),且主站自愈功能在投入狀態(tài)、自愈出口壓板在投入狀態(tài)、各饋線組的主站自愈邏輯無閉鎖。對于投入自愈的饋線長期處于閉鎖狀態(tài)的,安排技術(shù)排除并消除閉鎖問題。

3.3故障自愈業(yè)務(wù)應(yīng)用

為確保故障自愈安全防誤功能的正確動(dòng)作,在日常停電檢修、帶電作業(yè)、故障處理、緊急缺陷處置等工作中,嚴(yán)格執(zhí)行在主站系統(tǒng)的開關(guān)掛牌及摘牌操作,按業(yè)務(wù)辦理線路的圖模數(shù)據(jù)電子化移交工作,在配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備發(fā)生告警及誤分合閘頻發(fā)情況時(shí)及時(shí)消除缺陷并將故障自愈功能閉鎖。

4結(jié)語

在多變的配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、復(fù)雜的故障處理操作、繁多的保護(hù)協(xié)同動(dòng)作等故障自愈應(yīng)用場景下,本文提出了實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化開關(guān)就地切除故障與配網(wǎng)主站自動(dòng)隔離故障并恢復(fù)非故障區(qū)的故障自愈技術(shù)應(yīng)用,須綜合考慮相關(guān)安全防誤風(fēng)險(xiǎn)控制的幾個(gè)要素。在實(shí)施過程中,應(yīng)盡可能把防誤技術(shù)置入主站邏輯,由系統(tǒng)自動(dòng)識別并閉鎖相關(guān)誤動(dòng)場景。本文的研究為保障故障自愈對配網(wǎng)故障的快速復(fù)電以及進(jìn)一步提升供電可靠性提供了借鑒與參考。