專利名稱：主站式小電流接地控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化領(lǐng)域，涉及一種主站式小電流接地控制方法，在電網(wǎng)調(diào)度主站處理小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)按接地處理方式可分為大電流接地系統(tǒng)(包括直接接地，電抗接地和低阻接地)、小電流接地系統(tǒng)(包括高阻接地，消弧線圈接地和不接地)。我國3 66kV電力系統(tǒng)大多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，即為小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地是一種常見的臨時性故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。發(fā)生單相接地后，故障相對地電壓降低，非故障兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對稱，因而不影響對用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可運(yùn)行I 2h，這也是小電流接地系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)單相接地故障發(fā)生時，因非故障的兩相對地電壓升高，電網(wǎng)長期運(yùn)行情況下可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，發(fā)展成為相間短路，使事故擴(kuò)大，影響用戶的正常用電，還可能使電壓互感器鐵心嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致電壓互感器嚴(yán)重過負(fù)荷而燒毀。同時弧光接地還會引起全系統(tǒng)過電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此，調(diào)度監(jiān)控人員需要熟悉接地故障的處理方法，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，必須及時找到故障線路予以切除。目前在發(fā)生單相接地故障時，調(diào)度主站通過能量管理系統(tǒng)(EMS)接收遠(yuǎn)動告警信號和相關(guān)電壓值，記錄接地的時間、相別以及電壓遙測值等，若接地故障持續(xù)不消失，可根據(jù)運(yùn)行方式、天氣狀況、系統(tǒng)操作、遠(yuǎn)動告警信號、電壓遙測值，以及遠(yuǎn)動、通信、保護(hù)等班組當(dāng)天工作情況，做出判斷，進(jìn)行查找處理。該模式存在著以下明顯不足
I.自動化程度低。處理手段以人工操作為主，告警信息容易遺漏，不利于事故的即時處理，同時監(jiān)控人員的工作量大。2.缺乏選線的輔助決策手段。在發(fā)現(xiàn)接地告警后，監(jiān)控人員并不能馬上確定接地線路，主要依賴人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行試?yán)狈τ行У妮o助決策手段，導(dǎo)致決策低效，且存在誤處理的可能。3.拉路效率低。在進(jìn)行選線試?yán)瓡r，監(jiān)控人員要時刻監(jiān)視母線電壓變化情況，操作流程復(fù)雜，缺乏有效的閉環(huán)控制手段與措施，拉路效率偏低，甚至出現(xiàn)不能及時拉路的現(xiàn)象。4.地區(qū)調(diào)度目前均沒有針對小電流接地系統(tǒng)的單相接地故障拉路提供有效的管理和技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對傳統(tǒng)的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的拉路選線操作處理，提出一種主站式小電流接地控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在調(diào)度主站的自動拉路選線輔助決策操作處理。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種主站式小電流接地控制方法，其特征在于， 包括以下步驟1)調(diào)度主站端通過EMS系統(tǒng)接收遙信遙測數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，通過實(shí)時界面，監(jiān)控IOkV及以下母線的運(yùn)行情況，通過界面展示系統(tǒng)中的低壓母線，實(shí)時刷新母線的三相電壓及線電壓量測，并根據(jù)所監(jiān)視母線的運(yùn)行情況，判斷各相電壓在正常運(yùn)行情況下的合理性，若母線的某相電壓低于設(shè)定的正常范圍，同時另兩相電壓高出設(shè)定的正常值范圍，則及時給出可疑接地告警信息；
2)設(shè)置各種拉路輔助決策，包括電容器優(yōu)先拉路決策、母聯(lián)開關(guān)優(yōu)先拉路策略、損失負(fù)荷最小拉路策略和非重要用戶優(yōu)先策略；
3)針對告警母線，利用出線開關(guān)分析模塊，得到該母線所關(guān)聯(lián)的運(yùn)行出線開關(guān)序列，并依據(jù)所選擇的拉路輔助決策生成開關(guān)拉路序列；
4)對拉路順序開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控并監(jiān)視動作后的母線電壓變化情況，從而判斷出單相接地故障線路。前述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟I)中，判斷當(dāng)前運(yùn)行方式下告警母線是否由分段開關(guān)并列運(yùn)行，如果是，則先拉開母聯(lián)分段開關(guān)，縮小故障目標(biāo)范圍。前述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟I)中，在接有消弧線圈的系統(tǒng)中，通過短路電流計算模塊對消弧線圈的補(bǔ)償度進(jìn)行整定計算，以滿足消弧線圈過補(bǔ)償要求。前述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟3)中，輔助決策的基本策略的優(yōu)先級為按照以下順序
I.有接地選線裝置告警信息的線路；2.空載線路；3.電容器開關(guān)；4.非重要用戶線路；5.負(fù)荷輕的線路；6.故障機(jī)率聞的線路；7.分支有二條以上的線路；
前述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟4)中，利用瞬停法查找接地故障的線路，即依次短時斷開故障所在線路上的控制開關(guān)，如果接地信號消失，線路三相對地電壓指示恢復(fù)正常，即證明所瞬停的線路上有接地故障。前述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟3)中，出線開關(guān)分析模塊的工作過程為從目標(biāo)母線出發(fā)，對該電壓等級區(qū)域的設(shè)備利用廣度優(yōu)先搜索算法進(jìn)行廣度搜索，若開關(guān)設(shè)備狀態(tài)為分位，則停止搜索，同時標(biāo)記搜索過程中經(jīng)過的所有開關(guān)，搜索結(jié)束后，遍歷該電壓等級下的所有開關(guān)，若某一開關(guān)狀態(tài)為合位，同時此開關(guān)與負(fù)荷設(shè)備相連，則此開關(guān)即為目標(biāo)開關(guān)，
本發(fā)明所達(dá)到的有益效果
本發(fā)明的主站式小電流接地控制方法，面向傳統(tǒng)的地級電網(wǎng)調(diào)度的單相接地事故拉路操作，開發(fā)出了一套輔助決策控制軟件，可實(shí)時監(jiān)視母線電壓變化情況，自動給出異常報警，并可針對目標(biāo)母線自動給出實(shí)時運(yùn)行的出線開關(guān)，依據(jù)系統(tǒng)提供的訂制策略，自動生成拉路開關(guān)序列，并結(jié)合順序控制，遠(yuǎn)方執(zhí)行開關(guān)開合操作，實(shí)時判斷動作后的母線運(yùn)行情況，判斷單相接地故障是否消除。該系統(tǒng)針對配電出線單相接地故障，在調(diào)度主站端充分利用能量管理系統(tǒng)采集的遙測遙信信息，根據(jù)線電壓變化情況自動監(jiān)視小電流接地的母線， 并提供電容器優(yōu)先、損失負(fù)荷最小、保障重要負(fù)荷等拉路選線策略，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，自動給出拉路順序建議，并能與順序遙控關(guān)聯(lián)進(jìn)行拉路操作，監(jiān)視操作后電壓情況，判斷單相接地是否消除，從而分析判定單相接地的線路，提高了事故處理的效率，有力的保障了供電可靠性。


圖I為本發(fā)明的小電流接地選線方法中的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖2為本發(fā)明的小電流接地控制方法中的系統(tǒng)處理流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的一種主站式小電流接地控制系統(tǒng)結(jié)合附圖及實(shí)施詳細(xì)說明如下
I.母線電壓實(shí)時監(jiān)控
根據(jù)需要自由設(shè)定目標(biāo)母線，監(jiān)控實(shí)時運(yùn)行情況，結(jié)合子站母線告警信號，判斷母線區(qū)域是否存在單相接地故障。系統(tǒng)通過實(shí)時界面，準(zhǔn)確監(jiān)控IOkV及以下母線的運(yùn)行情況，通過界面展示系統(tǒng)中的低壓母線，實(shí)時刷新母線的三相電壓及線電壓量測，并根據(jù)所監(jiān)視母線的運(yùn)行情況，判斷各相電壓在正常運(yùn)行情況下的合理性，若母線的某相電壓低于正常范圍，同時另兩相高出正常值范圍，則及時在界面亮顯該母線并提示，及時給出可疑接地告警。2.拉路順序輔助決策
在有可疑接地告警出現(xiàn)的情況下，可訂制系統(tǒng)提供的各種拉路策略，包括按電容器開關(guān)優(yōu)先、母聯(lián)開關(guān)優(yōu)先、損失負(fù)荷最小或重要用戶優(yōu)先等分類，在選擇完策略后，出線開關(guān)分析模塊啟動快速局部搜索，分析得到該母線所關(guān)聯(lián)的運(yùn)行出線開關(guān)序列。在得到出線開關(guān)序列的基礎(chǔ)上，根據(jù)已訂制策略給出最優(yōu)拉路順序。3.拉路操作流程
I)分網(wǎng)運(yùn)行縮小范圍
判斷當(dāng)前運(yùn)行方式下，告警母線是否由分段開關(guān)并列運(yùn)行，如果是，則考慮先拉開母聯(lián)分段開關(guān)，縮小故障目標(biāo)范圍。在接有消弧線圈的系統(tǒng)中，需要通過短路電流計算模塊對消弧線圈的補(bǔ)償度進(jìn)行整定計算，必須滿足消弧線圈過補(bǔ)償要求。2)母線關(guān)聯(lián)出線搜索
確定目標(biāo)母線后，出線開關(guān)分析模塊啟動快速局部搜索，分析得到該母線所關(guān)聯(lián)的運(yùn)行出線開關(guān)序列。3)拉路策略生成
在得到出線開關(guān)序列的基礎(chǔ)上，對出線開關(guān)進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否有掛牌標(biāo)志信息，不允許操作的開關(guān)不考慮在該操作序列中，系統(tǒng)基于輔助策略對拉路開關(guān)序列進(jìn)行優(yōu)化排序， 輔助決策的基本策略滿足以下優(yōu)先級條件
1、有接地選線裝置告警信息的，優(yōu)先；
2、空載線路；
3、電容器開關(guān)；
4、非重要用戶線路；
5、負(fù)荷輕的線路；
6、故障機(jī)率聞的線路；
7、線路長、分支較多的線路。
4)瞬停法試?yán)?br> 基于以上原則利用“瞬停法”查找接地故障的線路，即依次短時斷開故障所在線路上的控制開關(guān)，如果接地信號消失，線路三相對地電壓指示恢復(fù)正常，即可證明所瞬停的線路上有接地故障。4.拉路操作控制
拉路操作控制功能模塊對拉路順序開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控并監(jiān)視動作后的母線電壓變化情況，從而判斷出單相接地故障線路。拉路操作控制提供遠(yuǎn)方遙控功能，可對拉路策略表進(jìn)行批量順序操作，也可進(jìn)行單步試?yán)僮?。能對拉路順序開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控并監(jiān)視動作后的母線電壓變化情況，判斷單相接地故障線路。I)順序控制
拉路操作控制提供遠(yuǎn)方遙控功能，針對已生成的試?yán)瓫Q策步驟，可對拉路策略表中的開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)方控制操作，同時在每步分合操作的過程中對母線電壓進(jìn)行校驗(yàn)，若母線電壓恢復(fù)正常，則可判定該出線開關(guān)所在線路有單相接地故障發(fā)生，程序自動終止。2)單步操作
也可根據(jù)用戶自定義要求進(jìn)行單步試?yán)僮?，對試?yán)蟮碾妷毫繙y進(jìn)行校驗(yàn)，并保存拉路操作記錄。3)單相接地線路判斷
能在拉路操作后，及時判斷動作線路是否是單相接地線路，并對操作過程進(jìn)行記錄保存。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
O為地調(diào)小電流接地故障操作提供了計算機(jī)輔助手段，規(guī)范了處理流程，同時有利于事故處理記錄和歷史查詢。2)提供母線實(shí)時監(jiān)視功能，為故障處理提供輔助決策手段，可自動生成處理方案， 提聞事故處理效率。3)實(shí)現(xiàn)了智能化的閉環(huán)操作，在SCADA應(yīng)用的遙控操作基礎(chǔ)上，采用順序遙控技術(shù)，可實(shí)時高效的迅速切除目標(biāo)線路，避免了過多的人工干預(yù)，有效的保障了電網(wǎng)供需平衡和安全穩(wěn)定運(yùn)行。此處根據(jù)特定的示例性實(shí)施案例描述了本發(fā)明。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說不脫離本發(fā)明范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改是顯而易見的。示例性的實(shí)施案例僅僅是例證性的， 而不是對本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附屬的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
1.一種主站式小電流接地控制方法，其特征在于，包括以下步驟1)調(diào)度主站端通過EMS系統(tǒng)接收遙信遙測數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，通過實(shí)時界面，監(jiān)控IOkV及以下母線的運(yùn)行情況，通過界面展示系統(tǒng)中的低壓母線，實(shí)時刷新母線的三相電壓及線電壓量測，并根據(jù)所監(jiān)視母線的運(yùn)行情況，判斷各相電壓在正常運(yùn)行情況下的合理性，若母線的某相電壓低于設(shè)定的正常范圍，同時另兩相電壓高出設(shè)定的正常值范圍，則及時給出可疑接地告警信息；2)設(shè)置各種拉路輔助決策，包括電容器優(yōu)先拉路決策、母聯(lián)開關(guān)優(yōu)先拉路策略、損失負(fù)荷最小拉路策略和非重要用戶優(yōu)先策略；3)針對告警母線，利用出線開關(guān)分析模塊，得到該母線所關(guān)聯(lián)的運(yùn)行出線開關(guān)序列，并依據(jù)所選擇的拉路輔助決策生成開關(guān)拉路序列；4)對拉路順序開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控并監(jiān)視動作后的母線電壓變化情況，從而判斷出單相接地故障線路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟I)中， 判斷當(dāng)前運(yùn)行方式下告警母線是否由分段開關(guān)并列運(yùn)行，如果是，則先拉開母聯(lián)分段開關(guān)， 縮小故障目標(biāo)范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟I)中， 在接有消弧線圈的系統(tǒng)中，通過短路電流計算模塊對消弧線圈的補(bǔ)償度進(jìn)行整定計算，以滿足消弧線圈過補(bǔ)償要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟3)中， 輔助決策的基本策略的優(yōu)先級為按照以下順序I.有接地選線裝置告警信息的線路；2.空載線路；3.電容器開關(guān)；4.非重要用戶線路；5.負(fù)荷輕的線路；6.故障機(jī)率聞的線路；7.分支有二條以上的線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟4)中， 利用瞬停法查找接地故障的線路，即依次短時斷開故障所在線路上的控制開關(guān)，如果接地信號消失，線路三相對地電壓指示恢復(fù)正常，即證明所瞬停的線路上有接地故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的主站式小電流接地控制方法，其特征在于在所述步驟3)中， 出線開關(guān)分析模塊的工作過程為從目標(biāo)母線出發(fā)，對該電壓等級區(qū)域的設(shè)備利用廣度優(yōu)先搜索算法進(jìn)行廣度搜索，若開關(guān)設(shè)備狀態(tài)為分位，則停止搜索，同時標(biāo)記搜索過程中經(jīng)過的所有開關(guān)，搜索結(jié)束后，遍歷該電壓等級下的所有開關(guān)，若某一開關(guān)狀態(tài)為合位，同時此開關(guān)與負(fù)荷設(shè)備相連，則此開關(guān)即為目標(biāo)開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種主站式小電流接地控制方法，在調(diào)度主站端利用能量管理系統(tǒng)采集的遙測遙信信息，根據(jù)線電壓變化情況自動監(jiān)視小電流接地的母線，自動給出異常報警，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，采用局部拓?fù)渌阉鞣椒ǎ治鼋o出目標(biāo)母線的出線運(yùn)行開關(guān)，同時提供電容器優(yōu)先、損失負(fù)荷最小、保障重要負(fù)荷等拉路選線策略，系統(tǒng)可依據(jù)所選策略自動生成線路試?yán)睦讽樞蚪ㄗh，通過順序遙控對拉路策略中的開關(guān)進(jìn)行開合操作，監(jiān)視操作后母線電壓變化情況，判斷單相接地是否消除，從而分析判定單相接地的線路，本方法為地區(qū)調(diào)度監(jiān)控人員的單相接地故障處理方式提供了計算機(jī)輔助手段，提高了事故處理的效率，有力的保障了供電可靠性。
文檔編號H02H7/22GK102611080SQ20121007226
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者馮樹海, 徐希, 陸進(jìn)軍 申請人:國電南瑞科技股份有限公司