常宽，常永要，雷向全、余娜
云南电网有限责任公司曲靖供电局，云南 曲靖 655000
摘要：配网故障是现代电力系统中影响供电可靠性的主要因素，其中接地故障占比较高，且较隐蔽，不易查找。随着配电自动化系统在国内逐渐普及开来，如何有效利用其处置配网接地故障，目前尚无成熟的经验可供借鉴。本文就从配电自动化系统的工作原理出发，结合接地故障特点及处置经验，在保证安全的前提下，提出“强送+二分试送”的处置方法。通过实践，该方法可以快速隔离故障区段，恢复无故障区段供电，对于提升配网供电可靠性有重要作用。
关键字：供电可靠性；配网自动化；接地故障
0 前言
据有关研究表明，配网故障占到了电网故障总量的80%。配网故障中，接地故障占比较高。以云南某大型地市为例，2020年1月1日至11月30日，共发生配网永久性故障3560条次，其中接地故障1653条次，占比38%。接地故障发生时，系统一相电压降低，另外两相电压升高。线路长时间接地，接地点电弧及周围跨步电压的存在，将严重威胁人民群众生命财产安全。如何利用好配电自动化设备，安全、高效地处置配网接地故障，是摆在电力运行部门面前的首要任务。
1 配网自动化系统介绍
配网自动化系统是以一次网架和设备为基础，利用计算机及其网络技术、通信技术、现代电子传感技术，以配网自动化系统为核心，将配网设备的实时、准实时和非实时数据进行信息整合和集成，实现对配网正常运行及事故情况下的监测、保护及控制。它主要由配电主站、配网通信、配网终端及一次设备组成。
1.1 配电自动化开关动作逻辑
云南电网优先采用电压-时间型控制模式为主馈线自动化系统，按照主线投逻辑、支线投保护模式设定。如图1所示。
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图1安装配电自动化开关的典型配网线路
FB1、FB2、FB3投逻辑（电压-时间型），执行“失电分闸、得电合闸”的动作逻辑，同时带有限时失压闭锁及合到零压闭锁功能，以判断并隔离故障区段；ZB1、ZB2、ZB3投保护（过流、零序），与CB保护动作时间配合，执行线路单相或相间故障后切除故障所在支线，以保证主线及其余无故障支线正常供电，同时带三相重合闸功能，以排除瞬时故障影响正常供电。
1.2 配电自动化实施目的
配电自动化系统主要功能为以下三个方面：
运行监视：通过对配网自动化开关遥测、遥信信息的实时监视，解决配网“盲调”的问题，实现配网运行可视化管理。
馈线自动化：线路发生永久故障后，自动定位故障点，跳开故障点两侧的配网自动化开关，隔离故障区段，自动恢复非故障区段的供电。
提高供电可靠性：通过缩短故障停电时间及缩小故障停电范围来减少对用户的影响。
1.3 配网自动化开关应用场景
配电自动化开关均有“三遥”功能，主要用于线路故障时的自动定位、隔离及恢复非故障区段供电功能。本文我们主要研究接地故障，当10kV线路永久单相接地后，分以下两种情况：
1.3.1装设小电流接地选线装置的变电站
经过对接地信号的综合判断，会有选择性地跳开故障线路，此时系统电压恢复正常，接地线路经过延时后重合，主线上投逻辑自动化开关逐级合闸，当合到故障区段后，系统电压再次呈接地状，最后合闸的自动化开关此时在合闸确认时间内检测到零序电压，分闸隔离故障，同时正向闭锁合闸，防止送电到故障区段。
1.3.2未装设小电流接地选线装置的变电站
系统电压呈接地状，同时发接地告警信号，需要人工拉路查找接地线路。调控员根据拉路查找接地原则进行试拉，找到接地线路，停处热备用后通知故障查线。
2 配网自动化开关在接地故障处置中的应用
在处置配网接地故障过程中，同样需要分两种情况：
2.1装设小电流接地选线装置的变电站
当发生10kV线路永久单相接地故障后，小电流接地选线装置综合分析10kV线路采集数据量，会自动判断故障线路，并通过断路器自身保护装置出口跳闸开关，开关跳闸后执行重合闸逻辑。根据自动化开关正确动作与否，分为以下两种情况：
配网自动化开关正确动作：则能实现故障区段的快速隔离与非故障区段的快速复电。是我们期待的最好的情况。
配网自动化开关未正确动作：线路重合后，投逻辑自动化开关全部重合成功，系统再次发生接地情况（实际工作中时常遇到），此时接地线路将全线被迫停运。
以往我们的处置方法为：将线路全线停运之后，仅仅通知抢修人员故障查线，等待查线结果，而不采取其它行动。这种方式未有效利用配网保护及自动化设备，同时增加了配网抢修人员查线过程中的安全风险，故障处置缓慢，配网供电可靠性低。
为此我们提出“二分试送” 的处置思路：即在线路停运，自动化开关电源（一般为超级电容）未完全放电，在其仍具备遥控、遥信功能的时间内（一般为10分钟以内），调控员遥控断开线路中间自动化开关（断开后开关自动闭锁），然后试送变电站出线开关。若试送成功，则说明线路前半段无故障，后半段故障，无故障的线路在试送时已经恢复供电，对于故障段线路仍然可以继续使用“二分试送”法处置；若试送仍接地，则说明故障位于前半段，后半段无故障，对于后半段可以及时安排转供，对于前半段故障段线路也可以继续使用“二分试送”法处置。
2.2未装设小电流接地选线装置的变电站
当发生10kV线路永久单相接地故障后，因为变电站未装设小电流接地选线装置，系统只会发接地告警信息。此时，需要人工拉路查找接地线路，找到后，将其停处热备用。
同样，以往我们停运接地线路，通知故障查线后，便不再采取其它行动。这种方式的缺点是故障处置缓慢，查线人员安全风险高，配网设备利用率低。因此我们提出使用“强送”法处理，具体为：找到接地线路后，未经查线即合上变电站出线开关对线路强送电一次。同样根据自动化开关正确动作与否，分为以下两种情况：
配网自动化开关正确动作：则同样能实现故障区段的快速隔离与非故障区段的快速复电，然后根据故障所在具体区段进一步处理即可。
配网自动化开关未正确动作：同样线路重合后，投逻辑自动化开关全部重合成功，系统再次发生接地情况，此时接地线路将全线被迫停运。此时需使用“二分试送” 法继续处置。
3 结语
综上，通过分析配电自动化系统的隔离故障、恢复无故障区段供电的动作原理，结合配网调控运行经验，针对接地故障，提出“强送+二分试送”的处置方法。对比之前处置方法，“强送+二分试送”不仅可以减少抢修人员故障查线时间，降低故障查线期间的安全风险，还可以提高配网设备利用率，及时恢复无故障区段供电。经实践对比，新方法可以减少查线时间75分钟每条次。以云南某大型地市级配网为例，每年增加供电量超过800万千瓦时，同时，预计还可以降低用户故障投诉数30%以上。
[参考文献]：
[1]王清亮.配电网运行分析[M].北京：中国电力出版社，2015.
[2]欧立权.配网故障快速复电二分法在地区电网的应用研究[J].云南电力技术，2017年，45卷：142——145
[3]刘健.简单配电网[M].北京：中国电力出版社，2017.
作者简介：
常宽（1990），男，本科，助理工程师，从事配电网调度运行管理工作。
常永要（1985），男，本科，工程师，从事配电网调度运行管理工作。
雷向全（1980），男，本科，工程师，从事配电网调度运行管理工作。
余娜（1989），女，本科，助理工程师，从事配电网调度运行管理工作。