许 达，吴照裕，凌毓畅，陈 娴

（广东电网有限责任公司广州供电局，广州 510620）

0 引言

配电网存在设备量大，接线复杂，设备故障发生率较高等特点。配网线路一旦出现故障跳闸，会直接造成用户停电。配电网自愈控制功能，可快速进行故障定位，对故障区域自动隔离，非故障区域自动恢复供电［1－6］。现阶段实际投入应用的配网自愈主要形式有3种：就地式、分布式和集中式［6］。集中式配网自愈是通过具有高级计算分析功能的主站系统完成。在发生故障后将相关信息发送到主站，通过分析计算完成故障定位，并生成控制策略，再下发到线路分段开关执行故障区域的隔离和非故障区域的复电。该方式灵活性高，适应性强，适用于各种配电网络结构及运行方式，开关操作次数少，可对故障处理过程进行人工干预，因而得到广泛应用。但同时也存在通信网络可靠性和实时性要求高、网络拓扑信息要求准确等局限［7－9］。

故障定位是集中式配网自愈其中一个关键环节［10］，故障定位的区域过小或错误，会造成未完全隔离故障，引起复电操作时本线路的再次跳闸或联络线路跳闸，扩大事故的范围。故障定位的区域过大，会造成过度隔离，引起非故障区域复电时间加长。自愈故障定位的正确性，严重影响故障隔离的准确性及非故障区域复电的成功率。由此可见，分析分段开关的分合位置影响自愈故障定位过程，对提高自愈隔离范围的准确性十分必要。

1 集中式自愈的动作过程

如图1所示，集中式配网自愈动作的全过程为：（1）F1线路DE段故障，变电站开关CB1跳闸，自愈启动；（2）主站系统接收线路上的终端（DTU／FTU）告警信号，开关分合位置，并结合线路拓扑结构，进行故障定位；（3）主站下发开关遥控命令，断开故障点各侧开关（断开开关D和开关E），隔离故障区域，合上变电站开关（CB1）和可转供电联络开关（联络开关K），对非故障区域复电。

图1 集中式配网自愈动作

2 分段开关分合不正确的影响

集中式配网自愈的故障定位，是通过配电自动化图形实时拓扑结构和自动化终端故障指示，完成故障定位。然而，线路上非自动化的分段开关及刀闸的分合置位与现场不一致，或者自动化开关的遥信分合位置与现场不一致（以下统称分段开关分合位置不正确），会造成配电自动化图形拓扑的改变，进而对主站集中式自愈的故障定位产生较大影响。不同情况的分析如下。

2.1 开关现场实际为合位，图形显示开关在分位

（1）场景1

线路F1、F2在运行中，变电站开关CB1、CB2在合位，分段开关A、B、D、E均在合位，联络开关K在分位，分段开关C分合位置不正确，现场实际为合位，图形显示在分位，如图2所示。若此时分段开关C后段（DE段）发生故障。线路F1跳闸后自愈动作，开关A、B、D均有故障信号上传主站系统，但开关C的分合位置不正确，显示在分位，会导致CD段拓扑断连，系统判断C后段线路不在F1供电范围。系统故障定位在开关B后段线路。自愈实际动作策略为断开开关B，合上变电站开关CB1，未对非故障段CD、EK段进行复电。此种场景下，分段开关位置不正确导致故障隔离范围扩大，前段扩大隔离，后段未进行转电。

图2 场景1自愈动作情况

（2）场景2

线路F1、F2在运行中，变电站开关CB1、CB2在合位，分段开关A、B、D、E均在合位，联络开关K在分位，分段开关C分合位置不正确，现场实际为合位，图形显示在分位，如图3所示。若此时分段开关C前段（AB段）发生故障。线路F1跳闸后自愈动作，开关A有故障信号上传主站系统。但开关C的分合位置不正确，显示在分位，会导致CD段拓扑断连，系统判断开关C后段线路不在F1供电范围。系统故障定位在AB段线路。自愈实际动作策略为断开开关A，合上变电站开关CB1，未对非故障段BK段进行复电。此种场景下，分段开关位置不正确导致故障隔离范围扩大，后段扩大隔离，且未能进行转电。

图3 场景2自愈动作情况

2.2 开关现场实际为分位，图形显示开关在合位

（1）场景3线路F1、F2在运行中，变电站开关CB1、CB2在合位，分段开关A、B、E、K均在合位，联络开关D在分位，分段开关C分合位置不正确，现场实际为分位（CD段实际停电），图形显示在合位，如图4所示。若此时分段开关C前段（AB段）发生故障。线路F1跳闸后自愈动作，开关A有故障信号上传主站系统。但开关C的分合位置不正确，显示在合位，会导致CD段拓扑连通，系统判断开关C后段线路属于F1供电范围。系统故障定位在AB段线路。自愈实际动作策略为断开开关A，合上变电站开关CB1，断开开关B，合上联络开关D。若联络开关D暂未布置相应安全措施（退出遥控功能，柱上自动化开关拉开附属刀闸，环网柜合上接地刀闸等措施），会对停电的CD段进行复电。此种场景下，分段开关位置不正确导致存在误合开关，误送电风险。

图4 场景3自愈动作情况

（2）场景4

线路F1、F2在运行中，变电站开关CB1，CB2在合位，分段开关A、B、E、K均在合位，联络开关D在分位，分段开关C分合位置不正确，现场实际为分位（CD段实际停电），图形显示在合位，如图5所示。若此时分段联络线路F2的EK段发生故障。线路F2跳闸后自愈动作，开关K有故障信号上传主站系统。但开关C的分合位置不正确，显示在合位，会导致CD段拓扑连通，系统判断E后段线路有可转供线路F1。系统故障定位在EF段线路，自愈实际动作策略为断开开关K，合上变电站开关CB2，断开开关E，合上联络开关D。若联络开关D暂未布置相应安全措施（退出遥控功能，柱上自动化开关拉开附属刀闸，环网柜合上接地刀闸等措施），会合上开关D，但实际CD段已停电，故DE段复电失败。此种场景下，分段开关位置不正确导致联络侧线路转电失败，扩大故障范围。

图5 场景4自愈动作情况

（3）场景5

线路F1、F2在运行中，变电站开关CB1，CB2在合位，分段开关A、B、D、E、K均在合位，联络开关C分合位置不正确，现场实际为分位，图形显示在合位，如图6所示。此时若F1线路发生故障跳闸，系统认为F1和F2线路故障前处于合环运行状态，跳闸后，F1全线（AC段）已转由F2供电，自愈无需进行下一步操作。此种场景下，线路发生故障跳闸，系统误判故障前合环运行、跳闸后不失压，自愈不进行故障定位及隔离恢复操作。

图6 场景5自愈动作情况

由上述分析可得知，分段开关分合位置不正确对集中式配网自愈的故障定位及恢复策略会产生较大影响。在开关现场实际为合位，图形显示开关在分位的情况，会导致故障隔离范围扩大，非故障区域未进行转电复电。在开关现场实际为分位，图形显示开关在合位的情况，会导致转电复电失败，自愈误判线路合环不启动隔离恢复操作，甚至有误合已停电开关的风险。故需制定针对性措施，降低存在的风险。

3 应对措施

以建设数字配电网为契机［11］，继续大力推进配网自动化建设及开关三遥改造。加密三遥开关布点，有助于提高自愈故障定位的准确性及自愈复电的有效性。但数字化建设需要一定时间和过程，下面提出一些管理措施及技术措施，降低或消除分段开关分合位置不正确的现象。

（1）调度操作闭环管理

调度操作完成后，调度员立刻检查相应的开关分合状态是否正确。非自动化开关及刀闸，应进行人工置位操作。对自动化开关应检查其分合状态，分合位置不正确的，应人工置位正确，并记录该异常情况反馈相关自动化专业进行消缺处理。

（2）现场操作安全管控

对于现场停电作业，禁止在开关热备用时工作。明确对于自动化开关，现场操作前需将操作模式由“远方”切换为“就地”。避免停电工作或操作时，系统误控开关设备引起的人身设备安全风险。

（3）系统自动开关置位及挂牌

打通配网OMS与配网自动化DMS数据接口，开发系统自动开关置位及挂牌功能。开关分合位置的变化，来自继电保护的动作、自动化控制动作，或者人工操作。将上述动作来源均收集记录，OMS对每次动作／操作返回结果进行研判并对配网自动化开关图形进行置位操作，具体为：对非自动化开关，按保护动作／自动控制／人工操作的指定目标状态进行分合置位及挂牌；对自动化开关位置与目标状态一致的，进行挂牌，不需进行置位；对自动化开关位置与目标状态不一致的，进行分合置位及挂牌，并在系统上进行告警提示。确保配网自动化开关图形显示与现场实际分合位置一致。

（4）主站系统对线路拓扑监视

开发主站系统对全部自愈线路拓扑的监视功能。考虑实际停电引起的拓扑孤岛情况和实际合环转电引起的短时拓扑合环情况，进一步筛选出线路拓扑异常孤岛和异常合环情况，并进行告警提示。可方便进一步进行人工干预，对分段开关进行正确置位。通过提前发现并处理线路拓扑异常孤岛和异常合环情况，可有效减少开关分合不正确现象，提高自愈动作的成功率。

4 结束语

本文分析了集中式配网自愈动作过程。因馈线分段开关分合位置不正确，会引起集中式配网自愈故障定位错误，导致自愈动作失败，如故障隔离范围扩大，非故障区域未进行复电等情况。提出了调度操作闭环管理措施，以及系统自动开关置位及挂牌、线路拓扑系统监视等技术措施。实际应用中确保了线路分段开关分合位置正确，提高了自愈动作正确率。