220kV线路故障跳闸监控快速判别方法探究

伍太萍，熊晓亮，戴子明，温钱明，杜中剑，胡治中，吕顺喜

0 引言

为提高电网应急处置效率，加快恢复故障停运线路，要求监控员在线路故障停运后立即收集相关监控告警信息，综合判别确认站内设备具备线路远方试送操作条件后，向调度员汇报，再根据调度指令执行线路远方试送操作。

线路故障停运监控判别用时=监控员向调度员汇报站内设备是否具备线路远方试送操作条件时间-故障发生时间。以2014年4月27日11时10分220 kV永盘I线故障跳闸为例，处置用时如图1所示。

图1 220 kV线路故障停运处置时序

可见，监控员汇报站内设备是否具备试送条件的时间直接影响了调度下达试送指令时间和线路恢复送电时间。因此，研究监控员快速判别线路故障跳闸方法，对减少线路故障停运时间，提高电网故障处置效率有着重要的意义。

1 220 kV线路故障监控判别现状

如图2中虚线框内所示，220 kV线路故障停运后监控判别流程共包含：确认开关变位和潮流变化、初步分析判断、简要汇报调度员故障情况、检查确认监控告警信息、综合分析判断、汇报调度站内设备是否具备试送条件等6个环节。

图2 线路故障停运后监控试送流程

如图3所示，对南昌地调2014年以来历次220 kV线路故障停运监控判别用时进行统计分析后得出，“检查确认监控告警信息”和“综合分析判断”两个环节用时在监控判别总用时中占比较大，占比71.64%。因此，缩短这两个环节用时，即可提高220 kV线路故障监控判别效率。

图3 南昌地调线路故障监控判别各环节用时图

2 220 kV线路故障监控判别分析

导致监控员“检查确认监控告警信息”和“综合分析判断”用时长的主要原因有：

1）无效监控信息多。无效监控信息将极大地增加监控员检查并确认监控告警报文、光字牌和综合分析判断这个两个环节的时间，从而使监控判别总时间增加。

2）监控信息不规范。各线路故障跳闸时，因不同厂家、不同设计等因素造成的监控信息不规范，会增加监控员分析判断难度，不利于监控员快速分析故障报文，增加监控员判别时间。

3）监控员故障跳闸分析水平不高。监控员不知道要找到哪些关键信号进行分析，对信号不能准确辨别，易受其它无关信号干扰，导致判别时间过长或判别结果不准确。

对于前2个问题，可以通过开展220 kV线路监控信息整治工作，删除无效信息，对监控信息进行规范命名来解决，线路故障跳闸时的无效监控信息减少后，监控员可以一目了然地看到重要、有效的全部跳闸信息，监控信息规范命名后，方便监控员对信息的理解和分析，有利于监控员的快速分析、判断，从而缩短监控判别时间。如何提高监控员对220 kV线路故障跳闸的分析水平，可以通过编制典型故障跳闸报文、加强监控员培训等措施来实现，现结合实际提出一种220 kV线路故障监控快速判别方法和流程，用于监控员的培训和实操，具有很好的实用性。

3 220 kV线路故障监控快速判别方法

3.1 220 kV线路故障分类

按照故障复杂程度，220 kV线路故障可以分为“简单故障”和“组合故障”。简单故障是指线路发生的一种故障类型，如：“线路故障跳闸，重合不成功”。组合故障是指线路发生两个或多个关联性事故，这些事故存在着逻辑因果关系。220 kV线路故障分类如图4所示。

图4 220 kV线路故障分类

3.2 不含时序特征信号统计快速判别方法

当220 kV线路故障跳闸发生时，线路间隔会发出一系列的带时序的告警信号，如开关变位、保护出口、重合闸出口等。对历次跳闸后产生的报文进行分析后发现，特别是常规综自站，只有如开关变位、保护出口、重合闸出口硬接点信号的时序符合正常的动作逻辑，主保护出口、后备保护出口等软报文由于信息通讯或规约转换等方面原因，与保护出口等硬接点信号相比有一定的延时，各保护装置之间保护出口软报文的时序也不完全符合实际，给监控员的分析带来较大的困难。且保护出口硬接点信号目前一般为磁保持节点，动作后需要人工复归。因此，对监控员来说，通过保护出口硬接点或软报文和开关变位的时序的方法来进行故障分析判断，需要花费较多时间，而且不一定准确，不适用于监控员对220 kV线路故障的快速判别。

图5 220 kV线路故障监控快速判别流程

220 kV线路故障监控快速判别流程如图5所示。当有220 kV线路开关事故跳闸时，若只有单一开关跳闸，则进入220 kV线路简单故障快速判别流程。

1）开关最终在合位，判断是否有保护A（B、C）相跳闸信息：有任一套保护某相跳闸信息，则判别结果为线路该相故障，重合成功；否则，结果为线路单相故障，重合成功。

2）若开关最终在分位，先判断是否有保护重合闸出口信息：

有重合闸出口，再判断是否存在任一套保护后备保护出口信号，无后备保护出口则判别为线路单相故障，重合成功，再故障直接三跳（重合闸充电未满）；若有任一套保护后备保护出口，则再判是否有任一套保护A（B、C）相跳闸动作两次，有则判别结果为线路该相故障，重合不成功，否则为线路单相故障，重合不成功；

若无重合闸出口，再查找OMS系统中有无相应线路重合闸退出记录，有则判断为线路故障，直接三跳不重合；若无相应记录，则判断为线路相间故障，不重合。

若同时有多个开关跳闸，进入组合故障判别流程。若相应220 kV母线失压，则检查失压母线上是否有仍在合位的线路开关，再检查是否有该线路主保护出口、母线失灵保护出口信号，有则判断为线路故障、开关失灵跳母线。

4 结语

国家电网公司“大运行”体系建设以来，为了提升电网应急处置效率，明确无人值守集中监控变电站的220 kV及以上故障停运线路，由监控员确认是否具备远方试送条件后向调度员汇报，再由监控员执行调度员下达的远方试送操作。本文提出一种监控员快速判别220 kV线路故障跳闸的方法，以及监控信息整治等改进措施，可以有效缩短监控判别用时，提升线路故障处置效率，从而减少220 kV线路的故障停运时间，提高电网供电可靠性。

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