基于危险点校核的主网输电线路跳闸故障类型

基于危险点校核的主网输电线路跳闸故障类型

罗松林  陈守滨

广东电网有限责任公司东莞供电局，广东东莞，523000

摘要：主网输电线路跳闸，重合失败后，调度人员需及时判断故障为具备复电条件的短时故障，还是不具备复电条件的永久性故障，当前判断准确性不足，导致处置思路可能偏差，影响电网安全运行，文章提出针对跳闸的输电线路，结合跳闸首次和重合失败再次跳闸的录波测距、短路电流等数据判断故障类型的方法，同时自动校核输电线路故障点附近交叉跨越、隐患点、电缆及变电站内设备故障等风险点，给出线路故障类型判断，提升故障判断准确性，提升电网安全稳定。

关键词：输电线路；故障类型；危险点；录波测距；短路电流

1引言

当前，输电线路跳闸故障分为瞬时性、短时性和永久性故障三大类。瞬时性故障持续时间极短，线路开关第一次跳闸，满足重合条件，将会自动将开关重新合闸，输电线路恢复正常运行。如重新合闸后，故障依然存在，线路保护装置再次动作，线路快速进行第二次跳闸，使输电线路停止运行。此时，如面对的故障为短时性故障，则可再次尝试输电线路送电，恢复网架结构，增强电网稳定性和用户送电；如面对的故障为永久性故障，贸然进行再次送电，可能扩大事故范围，造成设备损坏，严重时甚至导致人员触电[1]。长期缺乏两种缺陷故障判断的有效依据，因此，准确判断输电线路跳闸后重合失败的故障类型为短时性故障还是永久性故障的研究显得非常重要。

2 输电线路跳闸危险点校核

2.1输电线路危险点人工校核

主网输电线跳闸，重合失败后，调度人员要判断故障类型，通过多渠道收集故障信息，利用故障点位置核实相应危险点，如是否存在站内设备异常、是否存在输电线路因带电作业或临近线路作业人员误碰触电、输电线路临近隐患点等导致永久性故障的风险、故障点临近站内设备或者处于电缆段、三相故障、线路外力破坏等，为故障处置做参考[2]。因涉及点较多，全部人工核对，耗时较长，存在一定遗漏风险，造成决策处置错误，存在对永久性故障较大的设备充电，带来二次冲击，扩大事故范围，该问题在电网中广泛存在，急需解决[3]。

2.2输电线路危险点自动校核判断原理

投入重合闸的输电线路开关跳闸后，线路开关未重新合闸或者重合闸装置未动作，线路不能试送电，视为永久类型故障，待查明原因，消除故障后方可试送。

投入重合闸的输电线路跳闸，线路重合失败，开关首次跳闸故障点距变电站的故障录波测距A1（即距离），故障短路电流为B1,重合于故障之后，再次跳闸的故障点距变电站故障录波测距为A2（即距离）,故障短路电流为B2。如输电线路上有电缆，电缆始端距离变电站距离为D1n，电缆终端距离变电站距离为D2n，D2n大于D1n,如输电线路上有多段电缆则始端距离分别为D11、D12、...D1n；电缆终端分别为D21、D22、...D2n。

C1为自定义的数值，为距离判断误差范围，故障点与目标判断点的距离大小在C1范围内，则认为偏差在误差范围内，故障点视同落于目标判断点。判断故障点是否落在站内设备或者电缆设备上，落在站内设备或电缆设备上为永久性故障。A1小于等于指定的数值C1（可自定义）或者D1n-C1≤A1≤D2n+C1时，A2也小于等于C1或者D1n-C1≤A2≤D2n+C1时，则判断为站内设备故障或者电缆设备故障，为永久性故障，按永久性故障标准处置。

A1小于等于指定的数值C1或者 D1n-C1≤A1≤D2n+C1，A2大于C1且A2大于D2n+C1或A2小于D1n-C1，且A2/A1大于E1(E1可自定义，原则上大于等于120%），则认为第一次跳闸为瞬时故障，进行后续的判断第二次是否永久性故障。B2/B1大于E2（E2数值可自定义，应大于等于2），则判断为永久性故障，按永久性故障标准处置。B2/B1小于E3（E3数值可自定义，应小于1）,则判断为瞬时性故障，按短时故障标准处置。E3小于B2/B1小于E2，结合电网风险进行处置，电网风险大则按短时性故障标准处置，电网风险小，则按永久性故障标准处置。

A1小于等于指定的数值C1或者 D1n-C1≤A1≤D2n+C1，A2大于C1且A2大于D2n+C1或A2小于D1n-C1，且A2/A1小于E1(E1可自定义，原则上大于等于120%），则认为故障两次跳闸均为为瞬时故障，按短时故障标准处置。

A1大于指定的数值C1且“D2n+C1≤A1或A1≤D1n-C1”即A1故障点未落在站内设备或电缆上，A2大于指定的数值C1且“D2n+C小于A2或A2小于D1n-C1”则判断两次跳闸均为瞬时故障，按短时故障标准进行处置。

A1大于指定的数值C1且“D2n+C1≤A1或A1≤D1n-C1”即A1故障点未落在站内设备或电缆上，A2也小于等于C1或者D1n-C1≤A2≤D2n+C1时，则需要电流判断是否永久故障。

B2/B1大于E2（E2数值可自定义，应大于等于2），则判断为永久性故障，按永久性故障标准处置。B2/B1小于E3（E3数值可自定义，应小于1）,则判断为瞬时性故障，按短时故障标准处置。E3小于B2/B1小于E2，结合电网风险进行处置，电网风险大则按短时性故障标准处置，电网风险小，则按永久性故障标准处置

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2.3输电线路危险点自动校核判断应用

开发一项主网输电线路跳闸危险点校核工具，通过系统固化输电线路地理基本信息，明确输电线路名称、杆塔、档距、输电线路临近交叉线路、同杆架设线路及输电线路隐患点（铁皮屋等）及临近基塔。通过输入收集的信息：线路、录波测距、故障相别，雷击，快速检索分析，给出结果，提示该线路临近风险点、交叉跨越线路情况、是否站内故障可能、跳闸点位于架空线路还是处于或临近电缆，提醒核实线路本身和临近交叉跨越线路有无检修及带电作业等，快速全面识别线路故障跳闸的各项危险点，大幅降低大幅降低获取信息及危险点的时间，提升危险点别全面性。为故障处置决策作参考，提升故障处置效率和准确率。

图 1 系统固化相应信息

图 2 快速定位故障类型

2.4输电线路危险点自动校核判断成效

2.4.1一键快速获取线路故障判断处置的信息，由之前的人工核查平均时间20分钟，降低至系统自动运行 及核查3分钟以内，提升工作效率，缩短人员决策时间；

2.4.2故障判断处置相关信息由功能模块标准化获取，识别所有风险点，信息获取完备率由之前的人工核查的80%提升为100%；

2.4.3调控人员判断故障准确性更高 ，避开永久性故障可能性较大和存在作业人员触电风险的情况下复电对 系统造成冲击、造成作业人员伤亡；

2.4.4该问题在南方电网广泛存在，项目成果可以广泛推广实施，效果显著。

3 结论

3.1通过分析输电线路故障跳闸重合失败失败，两次故障定位距离和短路电流的关系判断故障类型，提升快速决策能力。

3.2固化线路信息模块，一键导入更新，固化输电线路从站端出发 ，线路长度与杆塔、分支、架空电缆类型、隐患点、跨越交叉同杆驾设线路之间的对应关系。快速检索关联分析，通过检索窗口输入信息，自动定位故障点面临的危险点，得出永久故障和人员作业导致故障的可能性。

参考文献

[1]梁大合.输电线路故障跳停分析及方案解决实践[J].大科技.2019,(7)

[2]王树军,季宁.输电线路跳闸故障的快速判断与查找[J].农村电气化.2011,(6).

[3]孙鑫,杨超.架空输电线路跳闸故障智能诊断的研究[J].科技创新与应用.2014,(29).

项目支撑：广东电网有限责任公司职工创新项目“主网输电线路故障跳闸危险点校核工具”，项目编码：031900KZ23030037

作者简介：罗松林（1984-），湖北鄂州人，高级工程师，研究方向：电力系统调度