智能配电网故障定位与隔离方法研究.docx

1、智能配电网故障定位与隔离方法研究林江龙(广东电网有限责任公司韶关供电局，广东韶关512000)【摘要】随看社会经济的高速腾飞，人民对用电的需求逐渐增赢配网自动化技术越显重要。配电网络的故障定位、隔离及恢旺配电线自动凯啾键环节，目标就是为了能够快速定位阴I并作倾城的隔离，然翩很其耕眦割X嘟谜电,丽在这J衅，钏各国研推降效，艇绿色生态环境越来越重视，风电等可再生能源发电技术的日益成熟，分布式发电(Disiribu;edGeneralion.IX；)技术逐渐变成大家的专研的方向。针对这一趋势，含分布式电源的智能配电网故障定位算法和快速反电是本文的研究方向。【关键词】分布式发电：故障定位：矩阵算法；故

2、障判断矩阵：配电网【中图分类号】TM76【文献标识码】A【文章编号12095-2066(2019)12-0074-031智能配网故障定位现存问题目前国内外针对配电网故障定位算法的研究较多袁针对含分布式电源的智能配电网的故障隔离恢复袁主要是在确保整个配电网络安全稳定运行的情况下真利用联络开关和线路上的自动化开关袁断开故障区域所在的开关袁合上与其他线路环网开关克将没有发生故障的线路段转给别的供电线路供电袁进而实现快速恢复供电遥这儿年袁配网自动化技术逐步在进步袁不过如今的配网自动化配套设备只是SCADA渊数据参数收集与安全监控冤水准袁在户外自动化开关终端投入了很多经费袁而旦配套建成了很多FTU至配网

3、自动化后台的网结袁从而收集了很多显示配网线路的工况的参数袁可是大部分的配网自动化终端系统没有好好利用这些参数袁只是将这些参数显示出来而(2袁并无发挥真正的自动化功能袁没法为整个配电网做到最大服务遥2含DG的智能配电网的新算法首先定义配网系统遥配网系统大多都是开环运行袁变电站为整个配电网的电源点遥定义该电源点为根节点袁按照野对某节点来说袁定义正常运行时向本节点流入功率的节点为本节点的父节点袁由本节点提供功率的节点均为本节点的子节点冶的原则建立配网关系网遥本章节讨论的DG通过分段母线接入遥存在分布式电源的配网发生短路故障时袁发生故障的地方的短路电流是变电站和分布式电源一起提供的遥2.1故障点可能存

4、在的地方故障点可能在野FTU与FTU中间冶和野节点和节点中间冶遥FTU设备指的是在上下级相邻的两节点之间的FTU设备类曰节点指的是具有分布式电源分支渊包括不仅具有分布式电源分支还有其他分支冤的节点类遥正常情况下袁上级节点叫作父节点袁下级节点叫作子节点遥2.2故障判定原理221FTU与FTU之间的故障判断这种算法指的正方向是指变电站向线路末端的方向袁变电站侧为上游袁线路末端为下游正方向的故障电流方向值设为I袁反方向的故障电流方向值设为-1遥从基尔霍夫电流定律可知袁流入母线的故障电流等于流出牌线的故障电流袁如图1所示遥故障发生在I号FTU袁2号FTU之间袁则故障过电流IS和12流入节点袁II流出节

5、点袁13流出节点袁14袁15流入节点遥姻1S袁11符合正方向为1遥13袁15为负方向袁T遥如果故障点存在FTU装置中间的话袁故障存在父子节点间电流方向为1和-1的FTU装置之间遥所以故障判断在父子节点间最后的一个电流方向是1的FTU装置和下-个FTU装置之间遥图1FTU设备之间故障判断112节点之间的故障判断如图2所示袁如果故障点存在节点1和节点4之间袁则IS袁12袁13流入节点袁II流出节点袁因此I1=IS+I2+I3遥IS的方向是1袁其他都是T袁故障电流往发生故障发生的地方流的话袁故障点在节点与节点中间时袁这个地方的节点和它父节点与子节点中间的故障电流方向都是-1袁所以故障判断在上游最后一

6、个电流方向是1的FTU装置线路尾端的节点和兄弟节点中间遥图2节点之间故障判断3算例分析3.1网络描述矩阵如果网络结构中的FTU装置i在上游袁FTI；装置j在下游渊*i冤遥网籍描述矩阵中的元素定义院假设装置.诚j二者中间有馈线袁则dij=l袁dji=O袁dii=0遥如图3所示的含分布式电源的配电网网络结构袁故障发生在F1处袁则网络描述矩阵D院»010010000001000000g；000100000VD-000000000ui000000000修3888888?8000000000*000000000MHIMH'：ix图3含分布式电源的配电网网络结构故障3.2故障信息矩阵G故

7、障信息矩阵中的元素院如果流向FTU装置i的故障电流方向与假设的正方向相同袁9i=l袁如和假设的正方向不同袁gi=T袁如没有故障电流尧没法得知电流的方向袁则9,0遥所以表按照上述袁可得图3的故障信息矩阵G院G=l-1-1-1-1-1-1-1-13.3故障判断矩阵P根据3.2的判断原理晞"TU设备间的故障可以定位于父子节点之间最后一个电流方向为1的FTC设备及其下-个FTU设备之间遥于节点之间的故障可以定位于上游最后一个电流方向为】的RI：设备馈线末端的节点及其兄弟节点之间遥当满足i篮i=l袁存在唯一的dij=l袁且gj-T渊判断FTU设备间的故障巢于gi=l袁存在不唯-的dij=l袁且

8、所有的gj=-l渊判断节点间的故障冤若满足上述2个条件任何一个袁则将Pi=l袁否则Pi=0遥这样袁根据图3的网绪描述矩阵D和故障信息矩阵G袁gl=l袁存在不唯的dl2=l袁dl5=】袁并且都有g2=-lng5=-l遥因此可得故障判断矩阵P为院P=l000000003.4故障定位当故障判断矩阵中的为1的元素Pi袁i则为对应的FTU设备遥并且根据条或者条骨可来判断到底是FTL设备间还是节点间的故障遥因为满足条件呀所以可以判定图3的故障点在I号FTU的线路尾部袁或在节点5与周边节点范围内遥3.5小结分析针对含有分布式电源袁储能装置的智能配电网进行故障定位研究袁提出一种新算法袁并在此基础上袁综合考虑了

9、在多分支宜末捎故障袁多故障袁环网运行等实际中各种情况通当出现故障的时候袁依据描述矩阵和故障信息炬阵袁根据上述的算法形成故障判定的矩阵袁接着依据故障判定矩阵中值为I的元素在拓扑图中所在的地方袁从而快速的判定故障点所在的地方遥4含分布式电源的智能配电网故障定位算法流程设计已知网络描述矩阵D=MOMnfFnvi故障信息矩阵*dLdM%袁9袁噎袁及仲n需要生成故障判定矩阵P袁其中P中元素为pi遥根据3.2提出的判定原理和3.3提出的判定条件院当满足i用i=l袁存在唯一的dij=l袁且gj=-l渊判断FTU设备间的故障冤于gi=l袁存在不唯一的dij=l袁II所有的gj=-l渊判断节点间的故障冤若满足上

10、述2个条件任何个袁则将Pi=l袁否则Pi=0遥从而按照上述袁可得故障定位算法流程图我如图4所示遥图1故障定位算法流程在流程图中袁ki袁yi作为计数用渊i则为所对应的HU设备冤袁计算是否有唯一的dij袁和计算非唯一的dij是否对应有所有的gj都为T遥同时ki也用做判定故障发生区域的依据遥当ki=l时袁证明仅有唯的dij=l袁旦gj=T袁将会显示故障发生在第i号FTU设备之间曰当ki屹渊ki屹冤且k=y时袁表示存在不唯一的dij=l袁且所有的gj=-l袁证明故障发生在FTU设备馈线末端或者兄弟节点之间遥将会显示故障发生在第i号FTU设备馈线末端或者其兄弟节点之间遥算法流程图设计思路如下袁先判定di

11、j袁gj的值袁通过ki袁yi计数袁判断满足条件袁再输出故障判定矩阵的元素pi和ki的值袁并根据这两个值袁当pi=l时袁说明第i号设备周围区域有故障袁然后根据ki的值判定具体区域遥5总结本文提出了针对含分布式电源配电网故障定位的新算法遥针对含有分布式发电渊DG冤的配电网袁把故障发生的位置分为野FTU设备之间冶和野节点之间冶两种袁并据此提出了故障定位新算法遥故障发生时袁根据馈线终端单元洲FTU冤上传的故障电流方向信息袁构建出故障信息矩阵袁然后结合网络描述矩一起500kV变压器高压套管故障诊断与分析杨俊秋，吴冕之，施丰色，李佳，王维，吴玲惠（贵州电网有限责任公司贵阳供电局，贵州贵阳550081）【摘

12、要】针对一起500kV变压器高压套管故障进行分析和诊断，使用绝缘油色谱试验和高压试验发现该套管A相存在绝缘损伤，通过特征气体法对该故障类型进行分析和判断。根据套管解体检查结果，印证了分析和判断结果。【关键词】高压套管：色谱：火花放电故障【中图分类号】TM107【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2019120076020前言套管是电力变压器的关键部件之一袁它不仅起着将绕组与外界电网连接的桥梁作用袁还具有绝缘尧支撑和引流的功能遥在110kV及以上的电力系统中袁油浸纸套管是高压套管的主要形式袁使用比例高达93%袁然而套管故障是导致变压器非计划停运和事故的主要原因之袁具有故障突发率高尧故

13、障影响时间长等特点I遥根据德国汉诺威大学统计'袁套管导致的变压器事故次数占变压器副大故障次数的45%遥2017年全国电网220kV及以上电压等级变压器尧断路器尧架空线路等十三类输变电设施运行可靠性分析报告显示袁全国因套管导致220kV及以上变压器非计划停运时间为109.85我是造成非计划停运次数最多的部件遥电压等级越高袁套管故障次数比例越大袁其中袁500kV套管故障次数占总故障次数约1/户遥套管故障轻则会引起变压器停电袁重则将引发变压器着火尧爆炸等事故袁对于电力系统的安全稳定运行构成了极大的威胁避因此袁必须高度重视500kV变压器套管的运行状态遥采用绝缘油色谱气相分析方法对油中溶解气体

14、的组分和含量进行检测袁可以在定程度上对充油电气设备存在的潜伏性故障进行分析袁并且对故障发展的趋势和危害程度做出判断遥本文采用绝缘油色谱试验的手段袁发现了一起500kV电力变压器高压侧套管乙燃含量过高袁通过分析诊断发现其内部有损伤性放电故障发生袁现场套管解体结果验证了诊断结果的准确性袁有效避免事故的发生遥1案例简述500kV某变电站1号主变压器500kVA相油浸纸套管型号为PT2S0-550-675-1000袁厂家院P&V袁如图1所示遥2018年8月在执行贵州电网公司套管反措工作中袁对该套管进行油色谱试验分析袁发现相套管色谱数据显示异常袁内部可能存在故障袁因此进行一系列的分析和诊断J：作

15、遥图1故障套管2色谱试验分析及诊断2018年8月22门袁油气试验人员依据相关反措要求对某500kV变电站1号主变压器套管取油并进行气相色谱分析试验袁发现A相套管的油中乙换含量超过注意值Iife/L袁为了进一步观察故障发展趋势袁8月26日再次对该套管进行取样分析袁两次试验结果对比如表1所示遥表1500kV某变电站1号主变压器A相套管油色语试验数据设备名称试验日期油中气体组分含量渊1滋L/L冤CH.C-KGH,CA总炷h2COC(XA相2018.08.2655.2520.7344.431568136.1499.37387.26273.26套管2018.08.2251.2619.7142.0514.

16、38127.477.83340.22274.04根据表1中数据袁可以明显地发现变压器油中甲烷尧乙烷尧乙烯尧乙快和氢气的含最均有增长遥根据叶绝缘套管-油为主绝缘渊通常为纸冤浸波介质套管中溶解气体分析渊DGA冤的判阵运行故障定位算法得到故障判断矩阵袁然后根据故障判断矩阵中值为1的元素在网络拓扑图中所处的位置成就能将发生故障的区段直接判断出来遥不仅适用于单一故障下的故障定位袁也适用于多处故障同时发生的情况帽并针对本文提出的含分布式电源的智能配网馈线故障时算法袁形成相关矩阵以助于故障定位与判断直从而对含分布式电源的配电网进行故障定位袁判断故障发生区域遇配电网自动化的应用在不断地扩大袁配电网馈线自动化技术也在不断地提升袁对于故障定位与隔离的自动化算法也将得到改进袁未来整个配电网络将更加安全稳定地运行遥参考文献1戴光武.配电网故障区域定位与隔离的研究：DL南京G.南京理工大学袁2009.2徐丙垠由李天友袁静永端.智能电网与配