CN102611080B - 主站式小电流接地控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主站式小电流接地控制方法，在调度主站端利用能量管理系统采集的遥测遥信信息，根据线电压变化情况自动监视小电流接地的母线，自动给出异常报警，结合网络拓扑分析，采用局部拓扑搜索方法，分析给出目标母线的出线运行开关，同时提供电容器优先、损失负荷最小、保障重要负荷等拉路选线策略，系统可依据所选策略自动生成线路试拉的拉路顺序建议，通过顺序遥控对拉路策略中的开关进行开合操作，监视操作后母线电压变化情况，判断单相接地是否消除，从而分析判定单相接地的线路，本方法为地区调度监控人员的单相接地故障处理方式提供了计算机辅助手段，提高了事故处理的效率，有力的保障了供电可靠性。

Description

主站式小电流接地控制方法

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化领域，涉及一种主站式小电流接地控制方法，在电网调度主站处理小电流接地系统的单相接地故障。

背景技术                                      

电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统（包括直接接地，电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地，消弧线圈接地和不接地）。我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。 

在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时性故障，多发生在潮湿、多雨天气。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行1～2h，这也是小电流接地系统的最大优点。但是当单相接地故障发生时，因非故障的两相对地电压升高，电网长期运行情况下可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电，还可能使电压互感器铁心严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。因此，调度监控人员需要熟悉接地故障的处理方法，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除。

目前在发生单相接地故障时，调度主站通过能量管理系统（EMS）接收远动告警信号和相关电压值，记录接地的时间、相别以及电压遥测值等，若接地故障持续不消失，可根据运行方式、天气状况、系统操作、远动告警信号、电压遥测值，以及远动、通信、保护等班组当天工作情况，做出判断，进行查找处理。该模式存在着以下明显不足：

1.自动化程度低。处理手段以人工操作为主，告警信息容易遗漏，不利于事故的即时处理，同时监控人员的工作量大。

2.缺乏选线的辅助决策手段。在发现接地告警后，监控人员并不能马上确定接地线路，主要依赖人工经验进行试拉，缺乏有效的辅助决策手段，导致决策低效，且存在误处理的可能。

3.拉路效率低。在进行选线试拉时，监控人员要时刻监视母线电压变化情况，操作流程复杂，缺乏有效的闭环控制手段与措施，拉路效率偏低，甚至出现不能及时拉路的现象。

4.地区调度目前均没有针对小电流接地系统的单相接地故障拉路提供有效的管理和技术手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对传统的小电流接地系统单相接地故障的拉路选线操作处理，提出一种主站式小电流接地控制系统，实现在调度主站的自动拉路选线辅助决策操作处理。

为解决上述技术问题，本发明提出一种主站式小电流接地控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）调度主站端通过EMS系统接收遥信遥测数据信息系统，通过实时界面，监控10kV及以下母线的运行情况，通过界面展示系统中的低压母线，实时刷新母线的三相电压及线电压量测，并根据所监视母线的运行情况，判断各相电压在正常运行情况下的合理性，若母线的某相电压低于设定的正常范围，同时另两相电压高出设定的正常值范围，则及时给出可疑接地告警信息；

2）设置各种拉路辅助决策，包括电容器优先拉路决策、母联开关优先拉路策略、损失负荷最小拉路策略和非重要用户优先策略；

3）针对告警母线，利用出线开关分析模块，得到该母线所关联的运行出线开关序列，并依据所选择的拉路辅助决策生成开关拉路序列；

4）对拉路顺序开关进行远方遥控并监视动作后的母线电压变化情况，从而判断出单相接地故障线路。

前述的主站式小电流接地控制方法，其特征在于：在所述步骤1）中，判断当前运行方式下告警母线是否由分段开关并列运行，如果是，则先拉开母联分段开关，缩小故障目标范围。

前述的主站式小电流接地控制方法，其特征在于：在所述步骤1）中，在接有消弧线圈的系统中，通过短路电流计算模块对消弧线圈的补偿度进行整定计算，以满足消弧线圈过补偿要求。

前述的主站式小电流接地控制方法，其特征在于：在所述步骤3）中，辅助决策的基本策略的优先级为按照以下顺序：

1.有接地选线装置告警信息的线路；2.空载线路；3.电容器开关；4.非重要用户线路；5.负荷轻的线路；6.故障机率高的线路；7.分支有三条以上的线路；

前述的主站式小电流接地控制方法，其特征在于：在所述步骤4）中，利用瞬停法查找接地故障的线路，即依次短时断开故障所在线路上的控制开关，如果接地信号消失，线路三相对地电压指示恢复正常，即证明所瞬停的线路上有接地故障。

前述的主站式小电流接地控制方法，其特征在于：在所述步骤3）中，出线开关分析模块的工作过程为：从目标母线出发，对该电压等级区域的设备利用广度优先搜索算法进行广度搜索，若开关设备状态为分位，则停止搜索，同时标记搜索过程中经过的所有开关，搜索结束后，遍历该电压等级下的所有开关，若某一开关状态为合位，同时此开关与负荷设备相连，则此开关即为目标开关，

本发明所达到的有益效果：

本发明的主站式小电流接地控制方法，面向传统的地级电网调度的单相接地事故拉路操作，开发出了一套辅助决策控制软件，可实时监视母线电压变化情况，自动给出异常报警，并可针对目标母线自动给出实时运行的出线开关，依据系统提供的订制策略，自动生成拉路开关序列，并结合顺序控制，远方执行开关开合操作，实时判断动作后的母线运行情况，判断单相接地故障是否消除。该系统针对配电出线单相接地故障，在调度主站端充分利用能量管理系统采集的遥测遥信信息，根据线电压变化情况自动监视小电流接地的母线，并提供电容器优先、损失负荷最小、保障重要负荷等拉路选线策略，结合网络拓扑分析，自动给出拉路顺序建议，并能与顺序遥控关联进行拉路操作，监视操作后电压情况，判断单相接地是否消除，从而分析判定单相接地的线路，提高了事故处理的效率，有力的保障了供电可靠性。

附图说明

图1为本发明的小电流接地选线方法中的系统体系结构图；

图2为本发明的小电流接地控制方法中的系统处理流程图。

具体实施方式

本发明提出的一种主站式小电流接地控制系统结合附图及实施详细说明如下：

1.母线电压实时监控

根据需要自由设定目标母线，监控实时运行情况，结合子站母线告警信号，判断母线区域是否存在单相接地故障。

系统通过实时界面，准确监控10kV及以下母线的运行情况，通过界面展示系统中的低压母线，实时刷新母线的三相电压及线电压量测，并根据所监视母线的运行情况，判断各相电压在正常运行情况下的合理性，若母线的某相电压低于正常范围，同时另两相高出正常值范围，则及时在界面亮显该母线并提示，及时给出可疑接地告警。

2.拉路顺序辅助决策

在有可疑接地告警出现的情况下，可订制系统提供的各种拉路策略，包括按电容器开关优先、母联开关优先、损失负荷最小或重要用户优先等分类，在选择完策略后，出线开关分析模块启动快速局部搜索，分析得到该母线所关联的运行出线开关序列。在得到出线开关序列的基础上，根据已订制策略给出最优拉路顺序。

3.拉路操作流程

1）分网运行缩小范围

判断当前运行方式下，告警母线是否由分段开关并列运行，如果是，则考虑先拉开母联分段开关，缩小故障目标范围。在接有消弧线圈的系统中，需要通过短路电流计算模块对消弧线圈的补偿度进行整定计算，必须满足消弧线圈过补偿要求。

2）母线关联出线搜索

确定目标母线后，出线开关分析模块启动快速局部搜索，分析得到该母线所关联的运行出线开关序列。

3）拉路策略生成

在得到出线开关序列的基础上，对出线开关进行校验，判断是否有挂牌标志信息，不允许操作的开关不考虑在该操作序列中，系统基于辅助策略对拉路开关序列进行优化排序，辅助决策的基本策略满足以下优先级条件：

1、有接地选线装置告警信息的，优先；

2、空载线路；

3、电容器开关；

4、非重要用户线路；

5、负荷轻的线路；

6、故障机率高的线路；

7、线路长、分支较多的线路。

4）瞬停法试拉

基于以上原则利用“瞬停法”查找接地故障的线路，即依次短时断开故障所在线路上的控制开关，如果接地信号消失，线路三相对地电压指示恢复正常，即可证明所瞬停的线路上有接地故障。

4．拉路操作控制 

拉路操作控制功能模块对拉路顺序开关进行远方遥控并监视动作后的母线电压变化情况，从而判断出单相接地故障线路。拉路操作控制提供远方遥控功能，可对拉路策略表进行批量顺序操作，也可进行单步试拉操作。

能对拉路顺序开关进行远方遥控并监视动作后的母线电压变化情况，判断单相接地故障线路。

1）顺序控制

拉路操作控制提供远方遥控功能，针对已生成的试拉决策步骤，可对拉路策略表中的开关进行远方控制操作，同时在每步分合操作的过程中对母线电压进行校验，若母线电压恢复正常，则可判定该出线开关所在线路有单相接地故障发生，程序自动终止。

2）单步操作

也可根据用户自定义要求进行单步试拉操作，对试拉后的电压量测进行校验，并保存拉路操作记录。

3）单相接地线路判断

能在拉路操作后，及时判断动作线路是否是单相接地线路，并对操作过程进行记录保存。

本发明的优点：

1）为地调小电流接地故障操作提供了计算机辅助手段，规范了处理流程，同时有利于事故处理记录和历史查询。

2）提供母线实时监视功能，为故障处理提供辅助决策手段，可自动生成处理方案，提高事故处理效率。

3）实现了智能化的闭环操作，在SCADA应用的遥控操作基础上，采用顺序遥控技术，可实时高效的迅速切除目标线路，避免了过多的人工干预，有效的保障了电网供需平衡和安全稳定运行。

此处根据特定的示例性实施案例描述了本发明。对本领域的技术人员来说不脱离本发明范围下进行适当的替换或修改是显而易见的。示例性的实施案例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附属的权利要求定义。

Claims (1)

1.一种主站式小电流接地控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）调度主站端通过EMS系统接收遥信遥测数据信息，通过实时界面，监控10kV及以下母线的运行情况，通过界面展示系统中的低压母线，实时刷新母线的三相电压及线电压量测，并根据所监视母线的运行情况，判断各相电压在正常运行情况下的合理性，若母线的某相电压低于设定的正常范围，同时另两相电压高出设定的正常值范围，则及时给出可疑接地告警信息；判断当前运行方式下告警母线是否由分段开关并列运行，如果是，则先拉开母联分段开关，缩小故障目标范围；在接有消弧线圈的系统中，通过短路电流计算模块对消弧线圈的补偿度进行整定计算，以满足消弧线圈过补偿要求；

2）设置各种拉路辅助决策，包括电容器优先拉路决策、母联开关优先拉路策略、损失负荷最小拉路策略和非重要用户优先策略；

3）针对告警母线，利用出线开关分析模块，得到该母线所关联的运行出线开关序列，并依据所选择的拉路辅助决策生成开关拉路序列；

辅助决策的基本策略的优先级为按照以下顺序：1.有接地选线装置告警信息的线路；2.空载线路；3.电容器开关；4.非重要用户线路；5.负荷轻的线路；6.故障机率高的线路；7.分支有三条以上的线路；

出线开关分析模块的工作过程为：从目标母线出发，对该电压等级区域的设备利用广度优先搜索算法进行广度搜索，若开关设备状态为分位，则停止搜索，同时标记搜索过程中经过的所有开关，搜索结束后，遍历该电压等级下的所有开关，若某一开关状态为合位，同时此开关与负荷设备相连，则此开关即为目标开关；

4）对拉路顺序开关进行远方遥控并监视动作后的母线电压变化情况，从而判断出单相接地故障线路，利用瞬停法查找接地故障的线路，即依次短时断开故障所在线路上的控制开关，如果接地信号消失，线路三相对地电压指示恢复正常，即证明所瞬停的线路上有接地故障。