1010100 kVkVkVV线路选拉接地序位表的制定

李 媛，李易斯，张司宇，秦永宽

（国网宜春供电公司，江西宜春 336000）

0 引言

变电站的10 kV配网线路担负着主网和配网的连接枢纽，其安全稳定运行是保证配网可靠运行的重要保障[1]。在110 kV及以下的非直接接地系统中，线路单相或两相10 kV线路接地故障是配电网频发的故障之一[2]，也是配网运行面临的主要问题。接地会抬高正常相电压，加快线路绝缘老化甚至引发火灾[3]。调度管理规程规定10 kV线路接地不允许超过2 h[4]，否则需停电检修。线路接地故障查找和处理起来困难较大[5]，通常采用选拉接地的方法排除接地线路。

现有选拉接地的原则及方法主要考虑负荷的重要性，为考虑线路运行水平，选拉接地的先后顺序主要依靠区县公司提供的选拉顺序以及老调度员的经验[6]，受主观影响较大，在变电站10 kV出线较多时，试拉路选线次数多，持续时间长，将大大缩短设备的机械寿命，降低线路的绝缘水平[7]。有必要梳理10 kV出线的运行情况，根据出线的重要性以及接地的可能性，制定科学合理的选拉序位表，供调度员参考，确保安全、快速、有效的排除接地故障。

1 10 kV线路接地选拉线现状

截至2014年底，宜春电网110 kV及以上变电站供电的10 kV线路共有292条，除城网直属78条外，其他由县（区）公司负责运行管理。

对2012-2014年宜春地调网内的10 kV配网线路接地情况的统计发现架空线路发生单相接地的故障概论较高，且接地故障的产生存在一定的随机性、突发性，现有的选拉原则主要考虑用户重要性，准确率较低。同时，监控系统远控失灵、调度员的经验差异以及选线过程缺乏时间顺序的约束等导致接地时间不必要的延长。

宜春地区春、夏季的雷暴、降雨较为集中，雷雨大风天气对线路接地影响明显。对比3年的数据及纵向对比3年每月的平均接地次数，4、6、7、8月平均接地次数明显高于其他月份。

2 影响线路接地的客观原因

该文选取110 kV东山变作为研究对象，分析各影响因子对线路接地的影响。该变电站共有28条出线，其中16条公用线路，12条专线，3条农网线路，25条城网线路，统计到2012-2014年间的线路接地共27次。

该文先对统计容易引起接地故障的线路其特征和原因，确定对接地影响明显的客观因素。10 kV配网线路出现接地故障的主要原因是导线断线落地或搭在横担上、配电变压器高压引下线断线、竹树短接等[8]。对比宜春电网10 kV线路接地情况，发现线路接地出现次数受线路的投运时间、线路长度等因素影响明显。分析2012-2014年接地次数超过6次的线路的特性，发现接地次数较多的线路均具有以下特点：属于农村农网，线路投运时间长，线路长且线路多为架空线路甚至裸导线。

1）线路投运时间。

投运时间超过15年的线路接地有17次，占62.97%。可知投运时间长的线路，因为设备老旧，绝缘相对受损程度大，发生接地的可能性增加。

2）线路长度。

线路长度超过10公里的也是17次，占总次数的62.97%。可知线路长度越长，遭遇异常、故障而发生接地的范围会扩大，概率随之增加。

3）线路类别。

电缆率低于50%的线路发生接地21次，占总接地次数的77.8%。由于电力电缆受气候条件和周围环境的影响相对架空线路小，传输性能稳定，可靠性高，因此同样的长度和投运时间下，电缆发生接地的可能性远小于架空线路。

4）用户特性。

公用线接地次数达21次，占比为77.7%。分析可知公用线路包含用户数量较多，并且电缆化率较低。

5）地区特征。

农网和城网线路建设管理水平存在较大差异。农网线路平均接地1.33次/条，而城网线路平均接地0.3次/条。分析可知农网受所处地域开阔，易出现导线断线，绝缘子击穿，且易受树木短接、风偏、异物、雷雨等影响，接地概率更大。

统计分析未发现其他特性存在明显规律，根据以上分析，初步确认线路接地的原因主要是以上几点因素，由此根据10 kV线路的运行情况详细分析，利用数学建模对各个影响因素的权重进行初步分配[9]。

3 基于神经网络的影响因子的权重计算

确定权重的方法主要有客观和主观赋权法[10]，主观赋权法主要是由专家根据经验主观判断而得到，如起步较早的AHP法、Delphi法等但客观性较差。客观方法中有网络神经权重法等，该文采用人工神经网络法分析各因素的权重，再制定出选拉线序列表[11]。

人工神经网络（Artificial Neural Network，ANN），其数学模型建立的理论是依据动物的神经活动，进行分布式并行处理以及非线性转化。该文采用前向型BP（Back Propagation）神经网络，它是时下人工神经网络中研究最透彻、实际应用最为宽广的一种模型。

BP神经网络学习时，输入信号从输入层经过中间的隐含层正向传播传至输出层，若输出层输出值在范围内，则相应的学习算法结束；若没有达到期望范围之内，则将误差信号反向计算，为使误差信号下降。反向计算采用最优化算法中的梯度下降法调整各层神经元的权值。

如果本神经元的输入为：

4 110 kV变电站的序位表制定

本文以110 kV东山变电站为例，先计算线路投运时间、线路长度、线路类别、用户特性、地区特征的影响权重，再制定10 kV线路接地选拉序位表。

由于投运时间、用户性质、地区特征、线路长度、线路类别（电缆线路、架空线路、裸导线）五个影响因子的属性不同，先进行无量纲化和归一化，经过BP神经网络反复训练计算，最终确定各因素对线路接地情况的权值为：w1=0.45，w2=0.05，w3=0.05，w4=0.25，。

w1为为投运时间的权值，w2为为用户性质的权值，w3为为地区特征的权值，w4为线路长度的权值，w5为线路类别的权值。

从计算结果可知，线路投运时间、线路类别、线路长度等因素对线路接地的影响较明显，而用户性质及所处地区对接地的影响较弱。

根据计算的权重分配得出该变电站上各出线的选拉序列表。序位值越大，认为接地的可能性最大，先被选拉。由于部分专线需要先通知用户后，才能选拉，将序位值为处理为负值。制定该序位表后，在10 kV母线出线接地后，调度员可以直接参考做出判断，快速准确进行试拉路，克服传统试拉路选线时对经验的依赖性，并简化了中间等待和沟通过程。

宜春地调值班人员参考选拉线序列表后，接地故障排除时间由原来平均35.6 min缩短至12.1 min，停电线路减少了1至8条，停电时间和工作量明显减少。

5 结束语

本文通过统计10 kV配网线路接地试拉现状，分析了线路运行情况对接地故障的影响程度，制定出变电站选拉接地序位表，缩短了停电时间，减少了停电线路，与传统人工拉路方法做出比较，充分体现了接地选拉的客观性和快速性。

提高了用户的用电可靠性，通过信息搜集对线路进行摸底，加强了对专线的了解，深入了解了用户需求，可以有效避免重要用户因临时停电产生的经济损失和人生安全威胁等。

对供电企业，通过相对减少单相接地故障试拉线路条数，减少了调度员的操作量，提高选拉成功率，有效减少因拉路造成的停电次数并缩短停电时问，提升了电网运行的安全系数。保障电网的安全稳定运行和对客户的持续可靠供电，显著提升供电连续性和减少部分电量损失，提高了用户满意度，有助于实现供电企业的优质服务。

对于结构复杂、线路较多且发生单相接地故障几率较高的10 kV配网，变电站10 kV线路单相接地故障试拉路序位表的制定使电网的安全可靠运行又向前迈进了一步，具有广泛的应用空间。

[1]于晓丽.浅谈10kV配电网的规划设计电源技术应用，2013，（09）.

[2]时勇.10kV配电线路跳闸次数的方法[J].中国电力教育，2010，（06）：228-229.

[3]陈锐波.减少线路跳闸次数提高供电可靠性[J].应用科技，2010，11：26.

[4]江西省电力公司.江西电网调度管理规程[M]2011：76-77.

[5]肖白.改进的拉路选线法[J].吉林电力，2003，（04）：7-9.

[6]黄张峰.降低10 kV小电流接地系统试拉路选线不成功率[J].南京电力，2011，11：111-116 1.

[7]任艳君.提高10 kV配网供电可靠性的技术措施[J].科技咨询，2011，（32）.

[8]果然.影响电力系统短期负荷预测因素的权重分析方法[J].华北电力学报，2007.9.

[9]陈久奇.10kV线路单相接地故障试拉路序位表[J].安全生产，2013，（05）：33-34.

[10]周开利.神经网络模型及其MATLAB仿真程序设计[M].清华大学出版社，2005.

[11]林韬.BP算法的MATLAB工具箱在短期负荷预测中的应用[D].西南交通大学，2010.