CN103995227B - 配网开关计划性状态测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配网开关计划性状态测试方法，对配网开关定期性的、计划性的、选择性的进行状态测试操作，通过对配网开关的过滤和排序，提高配网开关计划性状态测试的效率和效果，而多重校验分析不仅保证了开关动作的准确性，而且开关测试不会影响配网的运行方式和用户的电力使用。

Description

配网开关计划性状态测试方法

技术领域

本发明涉及配电自动化系统中的状态监测模块，尤其涉及一种配网开关计划性状态测试方法。

背景技术

配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，网络复杂、设备量大、变化频繁是配电网的一大特点，这对配电网网络分析相关的应用功能造成了许多问题。配电网是电力系统的重要组成部分,在电力网中起重要分配电能作用，其安全可靠性将直接影响着国民经济发展和人民生活水平。配电网的网络情况复杂，运行方式多变，要求配网调度员对配电网运行方式变化具备较好的掌控能力。

而随着配电自动化的发展，对于配电网运行调度的监控需求已经从点提升为网。这样的变革对配网调度员、配网自动化维护人员素质以及系统本身功能都提出了更高的要求。

因此，如何提高配电网供电可靠性有着非常重要的实际意义。

配网开关计划性状态测试操作，是指根据配电网当前的运行方式，并依据开关的动作频率、配电线路的重要性、故障常发区域等因素挑选开关，制定出开关的状态测试操作流程，定期在负荷较低的凌晨进行配电自动化区域的10kV环网柜开关的动作试验。

一方面，由于部分开闭所(开闭所是将高压电力分别向周围的几个用电单位供电的电力设施，位于电力系统中变电站的下一级，是配网系统中一类设备，其包括开关、保护、终端的设备等)开关长时间不操作导致机构卡死，电动机构生锈，无法正常遥控操作，妨碍调度员对配电网的正常控制。为防止因长时间不操作而导致机构生锈卡死的现象，可对配网开关定期进行一次操作，确保电动机构能正常动作。计划性状态测试操作可以有效地检测开关状态，保障开关状态的良好，发生故障时能有效正确地动作。

另一方面，配网开关计划性状态测试操作可以免去配电运行检修工区专门的遥控测试的工作，无需配调、自动化、工区现场等多方的人员参与测试，节约了人力财力物力，提高系统的智能化。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种配网开关计划性状态测试方法，对配网开关定期性的、计划性的、选择性的进行开关的状态测试操作，保障开关状态的良好，提高配网开关计划性状态测试的效率和效果，确保开关三遥的准确性，为配电网的调度监测、故障区域的判断和快速准确的隔离提供有力的保证，提高配电自动化系统的智能化。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种配网开关计划性状态测试方法，包括以下步骤：

A：选取配网开关并排序：

a01：采集配网开关：遍历配网自动化系统中所有的开关，采集处于在线监测状态的开关，得到配网测试开关的集合；

a02：过滤配网开关：过滤掉近期测试消缺过的开关、近期进行遥控操作的开关、不具有三遥功能的开关、标记有消缺牌的开关(这类开关是已经发现有问题，标识需要消缺，但还未完成消缺的开关)、带用户负荷的开关；

a03：按照优先级由高到低依次确定待测试开关顺序：

有停电计划的开关、遥控成功率低于90％的开关、长期未动作的开关；

B：可行性分析：

b01：对待测试开关进行倒负荷计算，如果对待测试开关进行测试时出现倒负荷现象，超出上级母线负载容量时，则不对该开关进行测试；

b02：如果待测试开关下游不存在转供方案，则不对该开关进行测试；

C：应急分析：

c01：若待测试开关挂有保供电、接地、检修标志牌，则不对该开关进行测试；

c02：如果对待测试开关进行测试会导致负荷失电，有停电情况，则不对该开关进行测试；

D：安全性分析：进行合环后电网的潮流计算，进行安全校验；

E：对筛选后的开关进行状态测试：按照优先级由高到低对开关先控分再控合，只有一个开关测试完成后才进行第二个开关的测试。

上述方法实现了对配网开关定期性的、计划性的、选择性的进行状态测试操作，通过对配网开关的过滤和排序，提高配网开关计划性状态测试的效率和效果，而多重校验分析不仅保证了开关动作的准确性，而且开关测试不会影响配网的运行方式和用户的电力使用。

本发明的有益效果是：保障开关状态的良好，提高配网开关计划性状态测试的效率和效果，确保开关三遥的准确性，为配电网的调度监测、故障区域的判断和快速准确的隔离提供有力的保证，提高配电自动化系统的智能化。

附图说明

图1是本发明一种配网开关计划性状态测试方法的流程图；

图2是简单的合环计算等效电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，一种配网开关计划性状态测试方法，包括如下步骤：

A：选取配网开关并排序：

配网开关的计划性状态测试操作，保证了配网开关动作的准确性，但是大规模的开关测试会影响配网的运行方式和用户的电力使用，因此配网开关的状态测试是有计划性、选择性、重点性的。

a01：采集配网开关：将配网自动化系统中处于在线监测状态的开关纳入采集的配网测试开关范畴，进行整体的遍历，组成配网测试开关的集合；

a02：过滤配网开关：

①查询开关近期是否有消缺操作，查询出近期测试消缺过的开关，不对此开关进行测试，过滤掉，其中近期的时间范围可以根据需要自行设定。

②查询开关近期是否动作或进行遥控操作，近期操作过的开关，基本能确保开关状态的良好，不需要对此开关进行测试，过滤掉。

③不具有三遥(三遥是指遥测、遥信、遥控功能)功能的开关，开关状态为非实测，不对此开关进行测试，过滤掉。

④开关挂着消缺牌或标记有消缺牌的，这类开关是已经发现有问题，标识需要消缺，但还未完成消缺的开关，不对此开关进行测试，过滤掉。

⑤查询开关类型，如果开关为带用户负荷的开关，测试会导致停电，不对此开关进行测试，过滤掉。

a03：按照优先级由高到低依次确定待测试开关顺序，其中优先级按①到③依次降低：

①有停电计划的开关，如果有停电计划，可以避免用户停电，因此针对停电计划范围的开关做优先测试。

②计算开关的遥控成功率，遥控成功率较低的开关，可以有意多进行计划性测试操作。一般开关遥控成功率低于90％，通信和设备硬件就极可能存在消缺的风险，优先进行测试，可以尽早发现开关的问题，保证在需要改变配网运行方式时开关准确的动作，提供供电可靠性。

③长期未动作的开关，同样的，其中长期的时间范围可以根据需要自行设定。

确定测试开关后，需要编制出调试方案，对开关的遥控测试时，在允许短暂合环的情况下要保证开关下游的负荷转供、电网的潮流安全。具体分析如下。

B：可行性分析：

b01：上级变压器绕组的运行方式：对待测试开关进行倒负荷计算，如果对待测试开关进行测试时出现倒负荷现象(倒负荷是指将线路(或变压器)负荷转移至其他线路(或变压器)供电的操作)，超出上级母线负载容量时，则不对该开关进行测试。

其具体计算步骤为：当开关进行倒负荷操作时，将开关下游负荷用当前电流标识，值为I_z，转供侧的上级母线当前负荷用电流I_c标识，上级母线的额定电流用I_o标识，转供后上级母线电流I_load＝I_c+I_z，当转供后的电流I_load大于母线的额定电流I_o时，开关的倒负荷会使转供侧母线过负荷运行，即判断存在电力系统运行的隐患。

b02：配网的运行方式：如果待测试开关下游不存在转供方案，则不对该开关进行测试；如果有转供方案，则根据方案选择出联络开关。

即利用配网自动化系统的电气模型，引入节点的概念，将电气设备相连点视为一个节点，按此方法即可找到设备的供电上游和自身的下游负荷。先将开关失电得到自身的下游负荷，再通过下游负荷查询是否有双电源或多电源供电，如不存在双电源或多电源供电，即测试开关下游不存在转供方案，不可测试。

C：应急分析：步骤a02是提前做的，应急分析是执行前做的，即开关进行测试前，需进行应急校验，确保开关的操作不会对电网的安全运行、重要用户的供电产生影响。

c01：测试开关的挂牌校验：若待测试开关挂有保供电、接地、检修等标志牌，则不对该开关进行测试；

c02：如果对待测试开关进行测试会导致负荷失电，有停电情况，则不对该开关进行测试。

D：安全性分析：考虑到电网运行方式变化灵活，在测试执行前为安全考虑，需再做安全校验分析。开关合环会改变电网潮流，造成对电网的冲击和用电设备的损耗，影响电力系统稳定性，因此有必要进行电网潮流的安全校验。进行合环后电网的潮流计算，进行安全校验。

潮流计算指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布，是现有技术，下面仅作简单介绍。

图2是简单的合环计算等效电路图，公式中各个参数的含义如下：

联络开关两端的电压矢量差或等值电源；Z₁和Z₂：两条10kV馈线的等值阻抗；Z_eq：上级电网端口等值阻抗；R：环路上等值电阻；X：环路上等值电抗；ΔP：流过合环开关的合环有功功率；ΔQ：流过合环开关的合环无功功率；ΔS：流过合环开关的合环功率；合环开关一端点的电压矢量；合环开关另一端点的电压矢量；U_i：是的电压幅值；U_j：是的电压幅值。

在合环前，联络开关两端的电压矢量为，环路上的电阻为R，电抗为X，则阻抗为Z＝Z_eq+Z₁+Z₂＝R+jX。

为分析方便，设定为参考相量，即相位为0度，δ_ij为联络开关两端的电压相角差，合环潮流为ΔS＝ΔP+jΔQ，则有：

${\stackrel{\·}{U}}_i={\stackrel{\·}{U}}_j+\frac{\mathrm{\ΔPR}+\mathrm{\ΔQX}}{{\stackrel{\·}{U}}_j}+j\frac{\mathrm{\ΔPX}-\mathrm{\ΔQR}}{{\stackrel{\·}{U}}_j}---\left(1\right)$

电压可以还表示成

${\stackrel{\·}{U}}_i=U_i\cos {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}+j{U}_i\sin {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}---\left(2\right)$

联立式(1)和(2)，有

$\mathrm{\ΔP}=\frac{U_{j}R(U_i\cos {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}-U_j)+U_i{U}_{j}X\sin {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}}{R^2+X^2}---\left(3\right)$

$\mathrm{\ΔQ}=\frac{U_{j}X(U_i\cos {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}-U_j)-U_i{U}_{j}R\sin {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}}{R^2+X^2}---\left(4\right)$

E：对筛选后的开关进行状态测试：

制定出方式调整步骤和遥控测试步骤后，可由调度值班人员进行审核，步骤方案通过后进行测试操作。

对测试开关进行操作，最根本的原则是保证用户不能停电，如果步骤B中有转供方案，根据转供方案选择出联络开关，制定联络开关的测试步骤，做遥控的合-分-合操作。

最后对配网开关按照优先级由高到低对开关先控分再控合，只有一个开关测试完成后才进行第二个开关的测试。

优选在凌晨负荷较低的时候进行配网开关的状态测试。

开关测试完成后，优选系统记录每次测试的开关的信息。包括开关属性(开关挂牌信息、位置、类型等)、测试时间、测试方式调整步骤、遥控步骤、遥控状态灯。具有统计查询功能不仅对已进行测试的开关统计查询，以便其他测试开关的选择，同时方便查询每次测试情况。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种配网开关计划性状态测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：选取配网开关并排序：

a01：收集配网开关：遍历配网自动化系统中所有的开关，采集处于在线监测状态的开关，得到配网待测试开关的集合；

a02：过滤配网开关：过滤掉近期测试消缺过的开关、近期进行遥控操作的开关、不具有三遥功能的开关、标记有消缺牌的开关和带用户负荷的开关；

a03：按照优先级由高到低依次确定待测试开关顺序：

有停电计划的开关、遥控成功率低于90%的开关和长期未动作的开关；

B：可行性分析：

b01：对待测试开关进行倒负荷计算：如果对待测试开关进行测试时出现倒负荷现象，超出上级母线负载容量时，则过滤掉该开关；

b02：判断待测试开关下游是否存在转供方案：过滤掉待测试开关下游不存在转供方案的开关；

C：应急分析：

c01：过滤掉挂有保供电、接地、检修标志牌的待测试开关；

c02：计算对待测试开关进行测试时是否会导致负荷失电，过滤掉有停电情况的开关；

D：安全性分析：进行合环后电网的潮流计算，进行安全校验；

E：对筛选后的开关进行状态测试：按照优先级由高到低对开关先控分再控合，只有一个开关测试完成后才进行第二个开关的测试。

2.根据权利要求1所述的一种配网开关计划性状态测试方法，其特征在于，还包括步骤F：系统记录每次测试的开关的信息。

3.根据权利要求1所述的一种配网开关计划性状态测试方法，其特征在于，在步骤B中，如果待测试开关下游有转供方案，则选择出联络开关，在步骤E中，对联络开关进行遥控的合-分-合操作。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种配网开关计划性状态测试方法，其特征在于，所述步骤E在凌晨进行。

5.根据权利要求2所述的一种配网开关计划性状态测试方法，其特征在于，所述开关的信息包括开关属性、测试时间、测试方式调整步骤、遥控步骤和遥控状态灯。

6.根据权利要求1所述的一种配网开关计划性状态测试方法，其特征在于，利用配网自动化系统的电气模型，将电气设备相连点视为一个节点，找到电气设备的供电上游和自身的下游负荷，先将开关失电得到自身的下游负荷，再通过下游负荷查询是否有双电源或多电源供电，如不存在双电源或多电源供电，则过滤掉该开关。