基于遥测数据的变电站故障分析应用

赵 哲，李 争，杨 雪，孟 华，黄公发，郑毅琳，任有刚

（1.河北科技大学电气工程学院，河北石家庄 050018；2.河北科技大学机械工程学院，河北石家庄 050018；3.秦皇岛电力公司，河北秦皇岛 066000）

当今社会，电能已经成为生活中必不可少的能源。供电与用电双方对电能的精确计量、供电质量的保证也越来越重视［1－2］。变电站是电能管理控制和传输中的一个重要环节，中国的变电站经过多年发展，自动化技术已经达到一定水平。在电力调度、运行系统中，工作人员可通过对电力自动化系统采集到的远端数据来判断电网的运行情况。随着自动化设备的增加，变电站与调度中心之间传送信息的需求和传输信息的方式也不断增加。如今，遥测作为一种使用方便、数据传输快速的信息传送方式，在电网控制中得到越来越广泛的应用，但遥测过程中出现的各种故障给电网自动化控制带来一定的负面影响。为此，及时判断遥测数据正确性，并通过对遥测数据进行分析，并快速找到故障点成为现代变电站自动化控制系统正常运行的保证［3－4］。

1 遥测数据的采集

电力系统中遥测数据的检测采用地区电网自动电压控制系统，该系统在各电压等级的电网节点都安装了检测设备，通过采集各节点的遥测数据对电网的运行状态进行分析，来确定电网中存在的故障。地区电网自动电压控制系统主要对以下几种数据进行检测［6－8］。

1）变压器 通过测量变压器的有功功率、无功功率、母线电压、接头档位和各侧电流值等，确定变压器的运行状态，各侧开关状态以及各侧母线状态；

2）电容器 采集电容器开关上的有功功率、无功功率和电流值等；

3）线路 采集流经线路的电流值和该线路的有功功率、无功功率。

2 遥测数据应用实例

2.1 遥测数据分析

实例取自某电力公司110kV 变电站在更换了原有2号主变压器后，对全站的远动设备进行升级。在远动设备升级前，工作人员在调度端发现遥测数据出现异常，地区系统向调度中心进行汇报，要求排除故障。该站110kV 部分采用外桥接线方式，两台主变压器同时运行，110kV，35kV，10kV 全部合环运行，运行数据如表1，表2，表3所示。

表1 主变压器部分运行数据Tab.1 Operational data of main transformer

表2 35kV 部分运行数据Tab.2 Operational data of 35kV

表3 10kV 部分运行数据Tab.3 Operational data of 10kV

根据上述数据得出该站当时潮流图，见图1。

图1 潮流图Fig.1 Power flow analysis

根据表1～表3的数据，可以计算出两个变压器的数据。依据华北网局用于潮流计算的各电压等级和基准电流的规定，可得用于该计算分析的基准电流为110kV 侧基准电流为5.02A，35kV 侧基准电流为15.6A，10kV 侧基准电流为55A。对于一号变压器，首先分析101侧数据。根据遥测数据显示的P，Q，Ia具体数值，计算出该侧的视在功率，由视在功率得出计算电流，并与Ia进行比较，得出电流误差，即

由式（1）可计算出301，501 各侧数据，如表4所示。

表4 301，501侧数据Tab.4 Computation data of 301，501

同理二号变压器各侧数据如表5所示。

表5 102，302，502侧数据Tab.5 Computation data of 102，302，502

2.2 故障处理

通过对变电站线路的现场检查，施工人员发现了故障点，故障产生原因即10kV 母线进线开关侧缺少B 相测量电流，将该故障排除后，电力控制系统恢复了正常，施工人员再次进行了数据分析，分析结果正常，故障排除后的潮流图见图2。

图2 故障排除后的潮流图Fig.2 Power flow analysis after troubleshoot

1）502 侧 该侧计算视在功率为12.78 MVA计算电流为703A，与实际显示电流715A 相差较小，由此判断该间隔恢复正常。

2）10kV 侧 该侧流入母线有功为6.74 MW，流出母线有功为6.70 MW，不平衡有功功率为0.04 MW，因此判断10kV 系统有功平衡。

3）35kV 侧 该侧流入母线有功26.39 MW，流出母线有功26.8 MW，不平衡有功功率为0.41 MW，因此35kV 系统有功平衡。

通过分析故障排除后各侧母线的功率平衡情况，可以看出系统运行正常，故障已排除。

3 结 语

随着电力系统自动化控制的不断发展，电力系统的容量和规模逐渐增大，使系统运行和结构变得日益复杂，对电力调度人员来说解决遥测精度不高、遥控功能不可靠的问题成为一大难点［9－10］。因此，对遥测信息进行整合与处理对于信息量大的变电站自动化控制系统至关重要要。通过对遥测数据的采集与分析，及时的排除了线路中的故障，保障了电力传输的稳定。

／References：

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