故障排查

输电走廊错综复杂，大量线路处于高海拔、高寒地区，人工巡视故障排查难且耗时耗力，在无信号地区开展线路维护、检修、抢修、改造工作难度极大。为提高运检质效，保障电网设备安全运行，解决“信息孤岛”现象，以先进通信技术为支撑，搭建稳定可靠的通信桥梁，实现输电线路实时在线监测及智慧应用是解决痛点的关键。本报告首先对无人区密集输电通道面临的形势和传统通信解决方案进行分析，在此基础上，对动态链路切换的双主站“点对多点+链状”高冗余新型组网方式应用成效进行介绍，并提出以“一平台”、“一链路”、“一终端”、“一天线”、“一体系”为创新思路的无信号区“新链”通信技术方案，并对“新链”通信技术应用进行了展望。

该项目基于广域同步和云边协同技术开展配电网接地选线研究与应用，通过运用全域北斗对时技术、高频采样技术、大动态范围高精度测量技术、三相无线精确同步技术，进一步提升三相电流采样幅值精度并降低角度误差，提升单相接地故障信息提取精准度；通过 PMU 零压越限同步触发全域录波控制，解决了不同节点录波启动时刻不一致问题；通过故障信息云边协同精准研判技术，实现对全域故障特征的综合精准研判，并结合拓扑图准确判断故障区段。更好地提升了配电网故障精准选线、故障区域精确定位、故障区域快速隔离效果，进一步缩短故障排查时间、减小停电损失、提高供电可靠性和安全性。

在我国偏远农村地区，电力设施建设较差，农网改建步伐较慢，电网故障发生率较高，其中较为常见的故障点为10kW杆变中跌落开关、杆架变压器、农盘。故障排查更换电力设备时，末端负荷便需要停电，此时便会产生较大的社会经济损失。同时，偏远农村的道路环境较差，崎岖不平且窄的乡间土路较多。而且，若为偏远农网地区都配置柴油发电机型应急抢险车，成本较高，并不为此地区所接受。综上，需要寻找一种新的应急电源设备，可以在10kW杆变电力设备更换时为末端负荷正常供电，减少停电带来的社会经济损失，而且可以适应乡间土路环境，能够在崎岖窄小的道路上正常回转前进，同时还要求价格适合偏远农网地区的经济发展。 针对上述问题，市面上常见的解决方案是柴油发电机应急电源车，此方案可以解决快速给末端负荷供电的要求，供电能力依据柴油发电机功率。但是，用于偏远农网地区时存在以下缺点：1、因柴油发电机缘故，此类应急电源车体型较大，不适合在乡间土路上回转前进；2、产品价格较高，推广成本太高，不适合在偏远农网地区全方位覆盖式推广。为充分发挥我成套公司的优势，我司提出一种新的解决方案，将箱变原理移植到应急电源车上，将普通箱变配置小型化，简单化，利用杆变现场10kV带电线路进行供电，架设输配电旁路对杆变电力设施末端负荷供电。本产品分为穿刺引流系统、变送电系统、运输系统等部分。穿刺引流系统包括穿刺引流操作杆、绝缘横担、10kV柔性电缆；变送电系统包括环网柜、400kVA变压器、低压开关箱、低压电缆等；运输系统包括8轮底盘车、拖拉机头、工具箱等部分。

目前的低压漏电保护器仅用作跳闸，功能单一，无法对人畜触电和新能源低压接入故障做到精准跳闸：漏保跳闸后，需要安排大量的人力进行现场故障排查，难以满足联网处理需求，恢复送电只能现场操作。本成果通过客户经理或授权配电维修人员的一部手机，“掌控”台区低压漏电保护器远传信息，台区运维人员可以对低压线路漏电、光伏新能源故障跳闸有一个直观的了解，尤其是对“特波保护功能（类似于人体或家畜触电信号处理）”“光伏等新能源智能判断跳闸的台区漏电开关”的远程数据监测和控制（包括二级和末级漏保）、远方合闸等功能的深度开发，使运维人员故障判断精确到户，大大提高供电可靠性及用户满意度。本成果与相关具备研发能力的公司合作研发，已在8个省市运行，力争行业全面推广。

目的 随着可再生能源的大量接入，中性点经小电阻接地的配电网潮流不确定性使得传统三段式电流保护的整定变得日趋复杂，其灵敏性和可靠性都有所降低。为了解决上述问题，提出了一种基于正序突变量电流相轨迹辨识的新型电流保护方法予以应对。 方法 首先，分析了故障点上游、下游的正序突变量电流大小及其分布特征；其次，利用亲和力聚类算法，根据聚类结果识别定义的主故障路径；最后，提出一种搜索方法，将搜索得到的正序突变量产生源头，即位于主故障路径上的最后一级馈线视为故障馈线。 结果 基于PSCAD的仿真研究表明，所提出的保护方法能够适应各种故障工况，不受分布式电源加入的影响，具有较高的灵敏度和可靠性。 结论 研究结果有助于提升中性点经小电阻接地的配电网运行安全性，同时提升故障排查效率。

目前的低压漏电保护器仅用作跳闸，功能单一，无法对人畜触电和新能源低压接入故障做到精准跳闸：漏保跳闸后，需要安排大量的人力进行现场故障排查，难以满足联网处理需求，恢复送电只能现场操作。本成果通过客户经理或授权配电维修人员的一部手机，“掌控”台区低压漏电保护器远传信息，台区运维人员可以对低压线路漏电、光伏新能源故障跳闸有一个直观的了解，尤其是对“特波保护功能（类似于人体或家畜触电信号处理）”“光伏等新能源智能判断跳闸的台区漏电开关”的远程数据监测和控制（包括二级和末级漏保）、远方合闸等功能的深度开发，使运维人员故障判断精确到户，大大提高供电可靠性及用户满意度。本成果与相关具备研发能力的公司合作研发，已在8个省市运行，力争行业全面推广。

智能变电站通信网络一旦发生故障，将大范围影响继电保护、监控系统的安全运行。例如，2018年西北某220kV变电站过程层通信故障导致母线保护退出运行；同年，河北牟庄220kV变电站站控层通信故障导致调度监控功能丧失。但现有技术无法有效监控网络故障，存在以下技术难点：①网络异常成环、多类型故障并发等现象可导致网络通信瘫痪，但信息表征错综复杂，存在偶发性，复杂故障实时侦测难度高。②网络风暴时链路流控易造成采样、跳闸等重要报文丢失，系统功能严重受损，异常报文精准隔离困难。③网络链路时延及抖动异常直接影响跨间隔保护速动性，但网络链路结点多、业务时间敏感度高、软件时戳精度低，导致无法实时精确监测网络链路质量。④变电站内网络级联关系复杂，现有交换机设备网络拓扑感知深度低，存在探测盲区，导致故障定位困难，影响运维检修效率。因此，亟需突破智能变电站通信网络实时管控关键技术。 在国网科技项目支持下，产学研团队攻克了复杂网络下故障实时侦测、异常流精准隔离、拓扑盲区动态探测等难题，研制出智能变电站通信网络监测与诊断系统。主要创新：①通信网络多级推演故障诊断技术。创建了覆盖多维信息的故障诊断专家库，提出了分层推演策略，实现了链路时延异常、拓扑连接异常等现有变电站网络故障100%实时监测。②网络精准靶向流控技术。构建了链路流量预测模型，提出了实时逐流分离监视控制策略，实现了网络风暴等异常流控时正常业务报文零丢失。③网络链路全路径质量监控技术。提出了变电站业务报文染色技术，创立了物理与逻辑路径合一的通信链路质量监测机制，链路时延、抖动等监测精度达到微秒级。④网络信息层级主动嗅探技术。提出了IED设备报文特征自主学习算法，创建了IED设备特征信息编码库，实现了全站网络拓扑实时动态感知。 该项目授权专利5项，发表论文7篇，获软件著作权2项，编写6项标准（国际标准1项、行标2项、企标3项）。中国电机工程学会组织的鉴定委员会认为项目成果整体达到国际领先水平。该项目实现了智能变电站通信网络全面监测零的突破，研发的智能变电站通信网络监测与诊断系统已成功应用于四川、浙江、江苏等27个省市自治区。根据应用反馈，项目成果可减少智能变电站网络调试、故障排查工作量50%以上，显著提升了通信网络运维管理效率，实现通信网络异常状态及时预警，提升电力系统运行可靠性。依托项目成果牵头编制了国际标准IEC61850-90-22，大幅提升了我国在电力系统通信网络技术领域的国际话语权和影响力。

该装置通过配置多钳表对交流电源系统剩余电流及绝缘状态进行检测及故障排查，可以处理现有交流电源系统接线情况下剩余电流故障排查困难的问题。

经济社会持续发展，电力在现代社会中占据越来越重要的地位，而继电保护在电力的运行中发挥很大的作用。继电保护系统由继电保护装置和继电保护通道组成，而通信为继电保护提供传输通道，是保证继电保护系统稳定运行的基础。本文通过一起继电保护告警实例，分析了电力通信人员排查传输通道的思路及处理过程，探讨了通信专业与保护专业的联系，共同保障电力系统安全稳定运行。

国家“十三五”规划中,明确提到“以基础设施智能化、公共服务便利化、社会治理精细化为重点，充分运用现代信息技术和大数据，建设一批新型示范性智慧城市”。 目前电力企业与用户之间的沟通渠道仍较为单一，用户查询及业务办理渠道不畅，用户业务咨询及业务办理多依赖用户到营业厅办理，一些用户因资料准备不足，多次往返营业厅，用户感受较差。 电费透明度指标提升受到媒体手段制约，电力业务公告无法做到精准投放，目前电力系统的公告大多借助于报纸、电视、营业厅的公告及传单发放，效率低、效果差，新政策新标准不能及时转递到用户，造成用户不能及时享受优惠政策。 电力故障排查方式单一，不能尽快排查故障恢复送电。目前电力故障排查多是运维人员巡查及故障指示器辅助查找故障，效率较低。 进一步优化电力营商环境，是电力行业近年来的一大重点工作，如何优化电力营商环境，持续提升人民群众获得感，不断提升供电服务能力和水平，助力地方经济高质量发展，是每个电力企业要思考的问题。