大城市配電電纜單相接地故障快速處置
為進一步提升配電網供電可靠性, 降低大城市配電電纜單相接地故障引發電纜通道火災和大面積停電事件風險,國網遼寧電力依據國家電網有限公司下發的《關于加強配電電纜網單相接地故障快速處置工作的指導意見》中提出的工作思路,決定開展大城市配電電纜網路單相接地故障快速處置能力提升工作。
沈陽市作為東北地區中心城市,正處于快速發展和建設過程中,且配網規模及復雜程度相對較大。因此,綜合考慮上述因素,在國網沈陽供電公司開展小電流接地選線跳閘裝置的試點工作。優先選擇220千伏三繞組變電站且10千伏均為電纜線路(共計4座220千伏變電站)作為試點開展小電流接地選線跳合閘裝置建設應用。并于2017年8月開始實施改造,12月末前4座變電站小電流選線跳合閘裝置全部投運。
歷經一年半的運行,4座變電站小電流接地選線跳合閘裝置正確動作率為98%以上。配電電纜單相接地故障快速處置初見成效。
裝置安裝點位選擇

沈陽勸工、太原、順城、寧官4座變電站具備較高的安全運行需求,站內66kV饋線與10kV饋線電纜路徑臨近,發生接地故障時,10kV電纜設備存在放電隱患,快速切斷故障線路可以保證非故障電纜安全運行,防止事故范圍擴大,降低火災風險。
在10kV側裝配小電流接地選線跳合閘裝置,實現電纜線路單相接地故障選線跳合閘功能,具體配置方式如下表所示,分別在每個變電站裝配了兩組選線裝置。
在小電流接地選線跳合閘裝置安裝過程中,電纜接線時有誤觸帶電設備的風險,因此多次組織國網沈陽供電公司召開施工方案研討會,確保施工安全。為保證設備調試質量,研究接地選線裝置調試方法,并編制試驗報告,指導現場設備調試。
技術原理及動作邏輯
當配網系統發生接地故障時,小電流接地故障選線跳合閘裝置研判接地線路的故障電流,從而快速切斷故障線路。故障發生5秒后,裝置對選定的線路發出跳閘命令,同時阻止保護重合閘動作,如果接地故障消失確認為選線正確。
如果開關跳閘后接地現象未消除,選線裝置會在2秒后對已切除的線路發出合閘命令,再次進行選線。在接地線路跳閘后,配網調控人員通過逐級、逐點試送的方式判斷接地故障范圍,組織運維人員查清原因并處理故障。
截至2019年6月,4座變電站的小電流接地選線裝置共計動作跳閘53次,其中52次選線正確,1次錯誤跳閘因系統運行方式發生變化,選線裝置參數設置未及時變更導致誤選,小電流接地選線跳合閘裝置正確動作率為98%以上。
不斷升級,基于泛在電力物聯網的配電感知技術
接下來國網沈陽供電公司將密切跟蹤現有選線裝置運行情況,積累運行經驗。對小電流接地選線跳閘裝置進行升級,主要包括:按照國網公司設計標準對端子排布置進行改進、完善面板顯示內容實現線路實時狀態顯示、增強人機對話功能,使裝置具備定值、報告、錄波打印等。
研制移動式采集監測終端,采用多通道信息融合傳感技術,監測變電站內選線裝置的運行狀態。通過配網運行大數據分析及綜合評估,進一步提高選線裝置準確率,實現系統故障遠程分析、實時在線監測、多渠道信息發布等功能,促進選線技術的改進,指導配電網接地方式的調整,提高配網供電可靠性。
統計分析試點單位配網單相接地故障運行數據,以單相接地故障次數、選線正確率、平均選線切除時長、故障平均處理時長作為主要指標對單相接地故障選線跳閘裝置的有效性進行評價。2021年,實現全部配網電纜線路和50%以上架空線路(含混合線路)單相接地故障快速選段并就近隔離。