陳曉彬

(福州大學(xué)，福建 福州 350000)

淺談DMS1000E系統(tǒng)在配網(wǎng)故障處理中的應(yīng)用

陳曉彬

(福州大學(xué)，福建 福州 350000)

本文通過介紹DMS1000E系統(tǒng)所采集現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)及各種故障判斷依據(jù)，結(jié)合配網(wǎng)常見的故障類型，通過與傳統(tǒng)故障處理方法的對比，說明該系統(tǒng)在配網(wǎng)故障處理中的重要性及作用。

配網(wǎng)自動(dòng)化；調(diào)控一體化；故障指示器；智能開票

1 引言

隨著配網(wǎng)自動(dòng)化在智能電網(wǎng)建設(shè)中的核心地位的確立及其成熟度的提高，對調(diào)控一體化系統(tǒng)的智能性要求越來越高，配網(wǎng)調(diào)度不僅要在安全性上滿足要求，還要在優(yōu)質(zhì)服務(wù)上滿足社會(huì)的要求[1]，利用DMS1000E系統(tǒng)，準(zhǔn)確、高效的查找配網(wǎng)故障就成為了很關(guān)鍵的技術(shù)手段。

2 DMS1000E系統(tǒng)

DMS1000E系統(tǒng)是基于將配電網(wǎng)絡(luò)按手拉手饋線分成一張張聯(lián)絡(luò)圖的圖模系統(tǒng)，在該圖模系統(tǒng)的對應(yīng)設(shè)備上實(shí)時(shí)顯示由配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采集到的具備“一遙”設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，具備“三遙”功能的設(shè)備，還可以在遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行遙控操作[2]。目前該系統(tǒng)采集現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要包括：設(shè)備的狀態(tài)(如：開關(guān)的分合位置等)、設(shè)備的實(shí)時(shí)電壓、實(shí)時(shí)電流、故障指示器的翻牌動(dòng)作情況，以及設(shè)備保護(hù)動(dòng)作情況等等，我們可以通過對這些數(shù)據(jù)的采集處理來判斷配網(wǎng)的運(yùn)行情況，以及在故障情況下判斷故障點(diǎn)的范圍和大致的故障類型。

1000E系統(tǒng)根據(jù)配網(wǎng)故障，設(shè)置了以下功能模塊：故障信息一覽表、故障分析決策系統(tǒng)[3]。故障信息一覽表，會(huì)顯示回傳的設(shè)備跳閘信號(hào)，并根據(jù)事先設(shè)定的重要等級彈窗顯示，調(diào)度員可以根據(jù)提示查看故障跳閘的設(shè)備名稱、時(shí)間、繼電保護(hù)信息、保護(hù)動(dòng)作情況、故障影響范圍、負(fù)荷丟失情況等。故障分析決策系統(tǒng)，則根據(jù)系統(tǒng)采集到的故障信息及故障電流流過的設(shè)備信息等，綜合判斷出故障范圍、并且給出隔離故障范圍的策略(以下簡稱FA策略)，調(diào)度員可以根據(jù)系統(tǒng)給出的策略，遙控操作現(xiàn)場設(shè)備，達(dá)到迅速判斷故障點(diǎn)、快速隔離故障范圍，并且盡速恢復(fù)故障隔離范圍外的設(shè)備及負(fù)荷的正常供電。

3 配網(wǎng)常見的幾種故障類型及傳統(tǒng)的處理方法

福州的配網(wǎng)是電壓等級為10kV的系統(tǒng)，其接線方式主要分為架空線路、電纜環(huán)網(wǎng)柜、混合線路三大類。因配網(wǎng)的設(shè)備種類多、同種類的設(shè)備型號(hào)也不盡相同、繼電保護(hù)的邏輯及信號(hào)略有差異，給根據(jù)保護(hù)信號(hào)等數(shù)據(jù)制定判斷故障點(diǎn)的規(guī)則造成一定的困難。

單個(gè)設(shè)備的故障類型很多，如不造成越級跳閘，不需要判斷故障范圍，“一遙”設(shè)備可以通過該設(shè)備的電流和故障指示器來判斷該設(shè)備是否還有電，并且通過遙控或者人工操作隔離；非“一遙”設(shè)備只能靠人工巡線發(fā)現(xiàn)并且隔離，繼而組織搶修工作。這里我們主要討論需要判斷故障范圍的情況。需要判斷故障范圍的情況主要有兩種：(1)變電站10kV饋線開關(guān)跳閘、帶保護(hù)的小區(qū)站所開關(guān)、線路上柱上開關(guān)跳閘；(2)失地。

這兩種類型的故障，傳統(tǒng)的處理方法主要是：

(1)出現(xiàn)失地故障的情況下，通過逐條試?yán)У啬妇€上的饋線，判斷失地的饋線，將失地饋線停電，派搶修班人員現(xiàn)場查看失地饋線，靠肉眼查找設(shè)備的故障點(diǎn)，然后再進(jìn)行隔離、搶修和恢復(fù)供電。

(2)開關(guān)跳閘的故障即派人員沿著跳閘的開關(guān)到斷點(diǎn)之間巡線，逐個(gè)查看故障指示器動(dòng)作情況，查找故障點(diǎn)。

基本上傳統(tǒng)的故障處理方法都離不開巡線人員的現(xiàn)場巡線，而這樣的處理存在幾個(gè)問題：

(1)福建是山區(qū)，山路都是架空線路，有些架空線路又長又難走，巡線難度很大，耗時(shí)久。

(2)配網(wǎng)的設(shè)備種類、型號(hào)多，繼電保護(hù)也都不一樣，故障類型也多，不容易判斷故障，要求現(xiàn)場的巡線人員有很豐富的經(jīng)驗(yàn)。

(3)雷雨天氣巡線困難，尤其雷擊設(shè)備引起的故障很難用肉眼看出來。

(4)電纜故障引起的失地，沒有造成饋線開關(guān)跳閘的，故障指示器不動(dòng)作，電纜埋在地下，肉眼根本無法判斷，只能靠分段試送，而分段試送會(huì)造成用戶多次停送電，而且會(huì)對配網(wǎng)設(shè)備薄弱點(diǎn)多次沖擊。

綜合以上這些特點(diǎn)，在對安全和服務(wù)要求越來越高的現(xiàn)在，不提高網(wǎng)絡(luò)智能化、不提高網(wǎng)絡(luò)可靠性、不找到更智能的更優(yōu)化的系統(tǒng)和方法來幫組減少配網(wǎng)故障時(shí)查找、隔離、處理故障的時(shí)間，已達(dá)不到智能電網(wǎng)的要求。

4 DMS1000E系統(tǒng)在配網(wǎng)故障處理中的應(yīng)用

下面針對上述兩種故障類型，詳細(xì)說明如何應(yīng)用1000E系統(tǒng)、結(jié)合配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，加速對故障點(diǎn)的判斷、隔離故障范圍以及恢復(fù)對非故障范圍負(fù)荷的供電。

(1)變電站10kV饋線開關(guān)跳閘、小區(qū)站所帶保護(hù)開關(guān)跳閘、或線路上柱上開關(guān)跳閘，故障原因基本是從電源點(diǎn)到常斷點(diǎn)之間的線路或掛在上面的設(shè)備發(fā)生相間短路故障，這里主要參考的一個(gè)數(shù)據(jù)是故障指示器的翻牌動(dòng)作情況。故障指示器測相間短路的原理是：發(fā)生相間短路的設(shè)備，會(huì)有比相對于正常負(fù)荷下大很多的短路電流經(jīng)過，故障指示器會(huì)檢測流過設(shè)備的電流，并將其與之前流過故障指示器的電流做比較，如果檢測到的電流突然增大超過原來的電流達(dá)到一定的比例，故障指示器就認(rèn)為該電流為短路電流(當(dāng)然，會(huì)自動(dòng)濾除掉停役設(shè)備的送電：原先設(shè)備沒有電流流過，然后帶負(fù)荷的情況)以及一些正常的負(fù)荷波動(dòng)。當(dāng)故障指示器判斷流過故障電流時(shí)，它就會(huì)翻排、變顏色并且閃爍，并且通過它的通訊功能，將這些信號(hào)傳回遠(yuǎn)程終端，調(diào)度員就可以在DMS1000E系統(tǒng)上看到這些故障指示器變顏色，并且一直閃爍。故障電流從電源點(diǎn)到發(fā)生故障設(shè)備之間，沿著供電路徑流過，即從電源點(diǎn)到故障設(shè)備，沿著供電路徑的所有設(shè)備，有安裝檢測相間短路故障的故障指示器均應(yīng)變色、閃爍。故障指示器工作原理圖如圖1所示。

圖1 短路故障原理圖

DMS1000E系統(tǒng)的故障信息一覽表會(huì)顯示跳閘開關(guān)的雙重名稱和編號(hào)，以及保護(hù)信號(hào)，然后故障分析決策系統(tǒng)將根據(jù)保護(hù)信號(hào)及沿路故障指示器翻牌動(dòng)作情況，結(jié)合這張聯(lián)絡(luò)圖上所有設(shè)備的電壓電流數(shù)據(jù)，綜合判斷出最合理的故障點(diǎn)，然后結(jié)合饋線的負(fù)荷、故障丟失的負(fù)荷等參數(shù)，給出隔離故障范圍、恢復(fù)非故障范圍的部分負(fù)荷的供電的策略。調(diào)度員在看到FA策略的時(shí)候，要從圖模系統(tǒng)打開故障所在的那張聯(lián)絡(luò)圖，根據(jù)故障信息一覽表的內(nèi)容，結(jié)合該圖故障指示器閃爍情況，判斷FA策略的正確性，并綜合考慮隔離方案，通過遠(yuǎn)程遙控操作，盡快隔離故障范圍，然后試送饋線，以及非故障范圍負(fù)荷的轉(zhuǎn)移供電，之后通知搶修班人員故障范圍，令其查看現(xiàn)場設(shè)備，找出具體故障點(diǎn)，辦理搶修單，操作安全措施并開始搶修工作。

(2)失地。福州10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式為：中性點(diǎn)不接地(包括：中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地)。這種模式下，系統(tǒng)發(fā)生單相接地的故障時(shí)，饋線開關(guān)不會(huì)跳閘，而是失地饋線所在母線的電壓發(fā)生兩相偏高、一相偏低的不平衡狀態(tài)。單相接地的故障主要有幾種情況：單相高壓斷線(包括單相跑線斷等)、單相電纜擊穿、外破、設(shè)備單相故障等。這類故障因沒有保護(hù)信號(hào)，就沒有FA策略，需要調(diào)度員逐條打開失地母線上所有的饋線所在的聯(lián)絡(luò)圖，查看圖上設(shè)備的電壓電流等，如：前端的線路如果出線單相高壓斷線、單相電纜外破等故障，造成由故障設(shè)備供電的后面的線路和設(shè)備單相沒電，環(huán)網(wǎng)開關(guān)的三相電流就會(huì)有一相變成0，線路上的配變就會(huì)出線兩相偏高一相偏低的電壓，而安裝有檢測單相接地故障的故障指示器也會(huì)變色閃爍，調(diào)度員可以綜合以上的數(shù)據(jù)，排除個(gè)別錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，判斷最大可能故障范圍，利用“三遙”設(shè)備遠(yuǎn)程隔離故障范圍，并且對部分負(fù)荷恢復(fù)供電。因10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)可以帶著單相接地故障運(yùn)行兩小時(shí)，調(diào)度員可以在這個(gè)時(shí)間內(nèi)判斷出故障饋線，不必逐條試?yán)伨€，與采用傳統(tǒng)的方法相比，大大減少了停電用戶。失地的故障還有一種是不完全失地，多數(shù)出現(xiàn)在架空線路上，一般是樹線矛盾，福州被稱為榕城，很多地方都是又高又大枝繁葉茂的榕樹，樹枝容易在還沒有進(jìn)行電纜下地改造的架空線路上造成樹線矛盾，或者樹枝被打斷壓在架空裸導(dǎo)線上，尤其是在雷雨天、臺(tái)風(fēng)天。當(dāng)不完全失地出現(xiàn)時(shí)，調(diào)度員也是逐條打開失地母線上的饋線聯(lián)絡(luò)圖，先查找有架空線路的饋線，從這些饋線開始試?yán)瑥囊欢ǔ潭壬蠝p少停電用戶。

以上通過對福州配網(wǎng)常出現(xiàn)的幾種故障的處理，可以看出DMS1000E系統(tǒng)在配網(wǎng)故障處理中的重要作用，通過該系統(tǒng)，可以大大減少故障處理的時(shí)間、提高供電可靠性，以及減少現(xiàn)場巡線人員的工作量，提高工作效率，并且隨著該系統(tǒng)的不斷應(yīng)用和改善，提高了FA策略的準(zhǔn)確性，保障了故障處理的高效、準(zhǔn)確，從而提高配網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高了供電可靠性和用戶滿意度。

5 DMS1000E系統(tǒng)的展望

DMS1000E系統(tǒng)是智能電網(wǎng)核心功能的一部分，也提供了一個(gè)很開放的平臺(tái)，系統(tǒng)在功能上還有很大的潛力可以開發(fā)，如：基于DMS1000E圖模界面的智能開票系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)。

(1)自動(dòng)分析工作票、申請單等安全措施，在圖模系統(tǒng)上找到對應(yīng)設(shè)備。

(2)根據(jù)圖模系統(tǒng)判斷安全措施是否有遺漏。

(3)根據(jù)圖上的運(yùn)行方式以及分析出來的安全措施，實(shí)現(xiàn)智能開票。

(4)通過現(xiàn)場設(shè)備電子鎖與系統(tǒng)開出來的操作票相關(guān)聯(lián)的技術(shù)手段，加強(qiáng)了對誤入錯(cuò)誤的帶電間隔以及操作票漏項(xiàng)操作等危險(xiǎn)點(diǎn)的控制，更大程度上實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)。

6 結(jié)束語

綜上所述，DMS1000E系統(tǒng)在配網(wǎng)故障處理中發(fā)揮著很重要的作用，大大提高了系統(tǒng)的安全性、有效性、供電可靠性等重要的技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo)。若能在處理不完全失地的故障中研究出更有效的參考數(shù)據(jù)模型，將會(huì)更適合山區(qū)配網(wǎng)的使用。各地區(qū)可以借鑒別的地區(qū)成功的案例，再結(jié)合本地網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的特點(diǎn)，研究出適合本地區(qū)配網(wǎng)的系統(tǒng)，相信越來越成熟的DMS1000E系統(tǒng)會(huì)成為配網(wǎng)故障處理的重要技術(shù)支持。

[1] 項(xiàng)峰臣.建設(shè)智能電網(wǎng)對我國電網(wǎng)發(fā)展的重大意義[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2007(7).

[2] 涂衛(wèi)平，周華鋒.智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)初探[J].廣西電力，2010,12:21-24

[3] 張?zhí)?張濱,李志強(qiáng),等.智能型電網(wǎng)事故輔助決策系統(tǒng)在調(diào)度中的應(yīng)用水[J].供用電，2009,26(5)：26-28.

Application of DMS1000E Systems in the Distribution Network Trouble Shooting

CHEN Xiao-bin

(Fuzhou University，F(xiàn)uzhou 350000，China)

This paper describes DMS1000E data collection system and a variety of fault judgment based on field devices,combined distribution network of common fault types,by contrast with the traditional troubleshooting methods,the importance and role of the system in the distribution network fault processing.

distribution automation;regulation and control integration;fault indicator;intelligent billing

1004-289X(2017)01-0088-03

TM72

B

2015-11-29