摘 要：配网线路事故平均停电时间，从10 kV线路出现故障的时刻开始计算，故障点隔离后，非故障线路段复电时刻为止。非故障线路段用户的复电速度受硬件影响，与地区电网环网率高低有关，要缩短配网线路平均事故停电时间，必须缩短事故处理阶段故障点隔离时间。文章主要讨论如何通过“二分法”，科学缩小范围，提高故障点的查找效率，缩短故障查找时间，以缩短配网线路事故平均停电时间。
关键词：二分法;事故平均停电时间;客户平均停电时间
中图分类号：TM86 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）22-0041-04
Abstract： The average outage time of distribution network line accident is calculated from the time when the 10 kV line fails to the non fault line section is restored to power after the fault point being isolated. The power restoration speed of users in non fault line section is affected by hardware and is related to the ring rate of regional power grid. In order to shorten the average outage time of distribution network line accidents， it is necessary to shorten the isolation time of fault point in accident handling stage. This paper mainly discusses how to scientifically narrow the scope， improve the search efficiency of fault points and shorten the fault search time through the “dichotomy”， so as to shorten the average outage time of distribution network line accidents.
Keywords： dichotomy; average outage time of accident; average outage time of customer
0 引 言
配网线路直接与用户供电相关。配网线路事故平均停电时间是客户平均停电时间最重要的组成部分，是打造供电可靠性管理品牌的重要指标，是限制事故发展，解除对人身和设备安全威胁的内在要求。配网线路故障隐患“点多面广”，持续时间长、随机性明显，若线路配备齐全的故障指示器，或馈线自动化功能，可通过故障指示器查找故障点或馈线自动化功能隔离故障点，但由于配网线路投资规划等因素影响，故障指示器和馈线自动化难免配备不充分或出现盲点，如何有效缩短故障查找时间，优化配网线路停电的应急处置，对电网安全运行极为重要。
1 分段试送故障查找法的基本思路
基于线路合于故障点即跳闸或接地现象的基本原理，对于架空或混合型10 kV线路[1]，确认故障点不在变电站后，对线路分为若干段[2]，并逐段进行试送，直至出现故障现象为止，确认出现故障现象的线路段并进行隔离，迅速恢复非故障线路段的供电，并对故障段进行进一步排查或消缺处理，其过程类似配网自动化功能的实现模式[3]。
以下通过如图1所示的环网线路进行阐述。假设F1、F2、F3、F4都是线路的分段处，L为配网线路S1、S2的联络开关，分段处存在刀闸或开关。线路在M点发生永久性故障（分段处F3、F4之间），引起线路跳闸。
1.1 永久故障点的隔离
（1）当M点发生永久性短路故障时，变电站S1开关跳闸，重合失败。线路维护人员先后到达分段处F1、F2、F3、F4，拉开刀闸或断开分段开关[4]。
（2）退出变电站开关S1的重合闸功能。
（3）合上变电站开关S1，若跳闸，故障点在S1与F1之间，否则在F1至L之间，继续执行（4）。
（4）断开变电站开关S1，合上F2处的分段开关或刀闸，然后再合上变电站开关S1，若跳闸，故障点在F1至F2之间（1.1.3证明故障点不在S1至F1之间），否则在F2至L之间，继续执行（5）。
（5）断开变电站开关S1，合上F3处的分段开关或刀闸，然后再合上变电站开关S1，按照故障点M的设定，线路跳闸，确认故障点在F2至F3之间，线路段S1至F3，F4至L，均为非故障线路段。
1.2 非故障线路段恢复供电
按照（5）试送结果，判断M的位置在分段处F2至分段处F3之间。
（1）在F3处断开分段开关或拉开刀闸，合上变电站开关S1（备注：1.1.5变电站开关S1已跳闸，因此，在开始执行1.2.1时，变电站开关S1仍在分闸位置），对S1至F3线路段恢复送电。
（2）在F4处确认分段开关在断开位置或刀闸在拉开位置，合上环网开关L，由线路S2通过环网开关L对F4至L段线路复电。
（3）对F3至F4线路段转检修处理。
1.3 单相接地情况分析
对于Y-△接线的变压器（10 kV侧为△接线），单相接地不会引起跳闸，线路合于故障点时出现接地告警现象，与跳闸现象类同，隔离故障点办法类同1.1所述，非故障线路段复电与1.2所述类同。
由于线路单相接地时不跳闸，处理时，但试送时出现线路单相接地的现象，需要由调度员远方断开开关。虽然按照调度规程，允许单相接地线路继续运行2小时，但线路单相接地时，接地点附近人身触电风险也成倍增加，因此试送出现单相接地现象时建议断开变电站开关[5]。
2 分段试送故障查找法的用时分析
由于配网线路长，路径复杂，大部分分段处的开关、刀闸没有遥控功能，须要检查人员到现场操作才能实现分段。以下按照检查人员只有一组的情况下讨论分段试送的用时。
2.1 分段试送前的总耗时
假设联络开关L常在分闸状态。按照1.1所述的试送经过，操作人员须在分段试送前先后到达分段点F1～F4，并最后在F1处，等待调度员对线路S1至F1线路段的试送结果，即该组检查人员应先到达F4，并依次到达F3、F2、F1。假设从供电分局配电部到达线路上任意分段处的时间为T0，两个分段处之间的行走耗时如图2所示，即：
{M为故障点，图中的代数定义如下：
T0：配电部到达其中一个分段点的时间（假设时间等同）
T12：从分段处F1到达分段处F2的路程时间
T23：从分段处F2到达分段处F3的路程时间
T34：从分段处F3到达分段处F4的路程时间
T4L：从分段处F4到联络开关处L的路程时间}
分段试送需要先到各分段处操作，只有先到达F4，再依次从F4到达F1的次序，重复往返的次数最少，因此分段试送准备阶段最少耗时为，配电部到达F4的路程时间，加上F1-F4各分段点之间的路程时间，即：
T试送前=T0+T12+T23+T34
{T0、T12、T23、T34定义与图2所示一致}
2.2 分段试送耗时
忽略遥控开关分合闸时间和线路保护跳闸时间。按照1.1所述过程，供电分局操作人员在分段试送前，起始位置为F1。对线路段逐级试送，直至分段处F3的开关或刀闸合闸时，通过站内开关S1送电，线路出现故障现象（跳闸或接地告警）。即现场操作人员必须先后到达F2和F3，即F1至F2，以及F2至F3路程时间的总和为试送期间的耗时。
T试送= T12+ T23
因此总耗时：
T分段试送=T试送前+T试送=T0+2（T12+T23）+T34
{T0、T12、T23、T34定义与图2所示一致}
3 通过“二分法”提升分段试送故障查找法的效率
3.1 10 kV配网线路分段试送的问题分析
分段试送故障查找法的办法，思路简明清晰，但实施上存在两点问题。一是现场人员须要到达所有相关分段处操作一遍，耗时多;二是站内开关动作次数偏多。
按照1.1所述示例，现场操作人员先后到达分段处F1、F2处合上开关或刀闸，调度对站内开关分别遥控合、分1次。操作人员到达分段处F3处合上开关或刀闸时，调度员对站内开关遥控合闸，线路立即跳闸或接地告警，然后线路跳闸或调度员遥控分闸，现场操作人员在分段处F3断开开关或拉开刀闸后再合上站内开关，全过程站内开关动作了7次。
3.2 “二分法”隔离故障与复电的主要思路
依据现场勘察，选取有利于故障隔离并恢复重要用户或部分用户供电的主干线分段开关作为“二分点开关”（优先选取线路的1/2处）。以图2为示例说明，假设以分段处F2为二分点，对线路一分为二，则：
（1）当M点发生永久性短路故障时，变电站S1开关跳闸，重合失败。线路维护人员到达分段处F2，拉开刀闸或断开开关。
（2）退出变电站开关S1的重合闸功能。
（3）合上变电站开关S1，若跳闸，故障点在S1与F2之间，否则在F1至L之间，继续执行3.2.4。
（4）断开变电站开关S1，线路维护人员先合上F2处的分段开关或刀闸，再到达F3处拉开刀闸或断开开关，然后再合上变电站开关S1，若跳闸，故障点在F2与F3之间（（3）证明故障点不在F1至F2之间），否则在F3至L之间，继续执行（5）。
（5）断开变电站开关S1，线路维护人员先合上F3处的分段开关或刀闸，再到达F4处拉开刀闸或断开开关，然后再合上变电站开关S1，按照故障点M的设定，线路跳闸，确认故障点在F3至F4之间（（3）证明故障点不在F2至F3之间）。S1至F3，与L至F4段线路为非故障线路段。
（6）现场操作人员返回至F3断开开关或拉开刀闸后，调度员通过遥控站内开关S1恢复S1至F3段线路供电，然后操作人员到达环网点L，线路S2通过环网开关L对L至F4段线路复电。
3.3 “二分法”耗时分析
3.3.1 “二分法”执行前准备时间
忽略开关操作以及保护动作时间。按照3.2叙述过程，“二分法”执行前准备时间仅为到达二分点F2的路程时间，因此
3.3.2 “二分法”执行耗时分析
忽略开关操作以及保护动作时间。按照3.2，操作人员到达的分段点依次为F2、F3、F4，其中，到达F4后，再返回F3一次，按照图2所标注各分段点之间的路程耗时，以S1至F3复电的耗时作为“二分法”的耗时，则：
因此：
当2T12+T23-T34>0时，“二分法”比分段试送省时间;
当2T12+T23-T34≤0时，“二分法”不比分段试送优胜。
因为二分点是经过现场勘察选定的分段点，具有一分为二的特点，2T12+T23-T34>0的条件不难实现。
3.3.3 特例分析
假设F4为二分点，F4至联络开关L之间有多个分段点未标示出来。执行前耗时与3.3.1同，即=T0
按照图2设定（故障点在F3至F4之间），断开F4，从站内开关S1对S1至F1的线路试送，线路跳闸。可判断故障点在S1至F4之间。操作人员到达联络开关L，由线路S2通过联络开关L对F4至L段线路复电，耗时=T4L，已达到事故处理复电时间统计要求。即总耗时为：
{T0、T12、T23、T34、T4L定义与图2所示一致}
因此：
当2（T12+T23）+T34-T4L>0时，“二分法”比分段试送省时间;
当2（T12+T23）+T34-T4L≤0时，“二分法”不比分段试送优胜。
因为二分点是经过现场勘察选定的分段点，具有一分为二的特点，2（T12+T23）+T34-T4L>0的条件不难实现。按照实践经验，特例情况
采取“二分法”，线路带电的时间会更早。此外，因为F4是二分点，复电后50%或以上负荷快速复电，有利于电网经营和安全运行。
3.4 站内开关动作次数分析
按照3.2所述示例，现场操作人员先后到达分段处F2、F3分断开关或拉开刀闸，调度对站内开关分别遥控合、分1次。然后操作人员到达F4处分断开关或拉开刀闸，调度员对站内开关遥控合闸，线路立即跳闸（或接地告警，调度员遥控分闸），确认接地点。待现场操作人员回到分段处F3断开开关或拉开刀闸后，再合上站内开关，全过程站内开关动作了7次。变电站站内开关的动作次数与10 kV配网线路分段试送故障查找办法相当。
4 实际应用情况和成效
在实际应用中，应经过供电分局、供电所现场勘察，选取有利于故障隔离并恢复重要用户或部分用户供电的主干线分段开关作为“二分点开关”（优先选取故障线路段的1/2处），以确保“二分点”的合理性。此外，在生产工作中，应及时在系统图和纸质环网方式图增加“二分点”做标识，动态管理，与现场环网结构变化同步更新，确保“二分点”的正确性。只有合理、正确选取二分点，才可能在10 kV配网线路事故中发挥“二分法”的效果。
此外，积极开展技改工作，充分利用配网自动化技术，对分段开关，特别是“二分点”开关配置遥控功能，可有效进一步提高配网10 kV线路事故处理的效率。一是因为遥控功能的配置，可减少事故处理现场操作人员须到达的分段点的数目，减少路程时间;二是通过遥控取代现场操作，有效消除现场操作人员的触电可能，降低电力操作的人身风险。
截至2019年12月31日，中山地区累计全社会用电量突破300亿千瓦时，经过多年的配网建设，10 kV配网线路总长度超过1.5万公里，公用线路环网率98.23%。如表1所示，2018年，深耕配网建设多年，永久性故障平均处理时间控制在89分钟左右。但受到硬件技术指标的制约，线路投资或技术改造难以及时实施，可靠性指标难以继续提升。
2019年，全面使用“二分法”，通过管理手段加速对故障点的查找和定位，配网事故平均停电时间较2018年缩短33分钟，10 kV配网事故平均停电时间控制在66分钟左右。让县区享受到类似城区的高供电可靠性，为城镇经济发展提供了最有力的电力保障。2020年，全面铺开对配网线路分段开关的遥控功能技改工程，梳理“二分点”开关1 991个，52.28%配置遥控功能。通过对“二分点”的遥控，更有效判断故障段出现的可能，配网事故平均停电时间进一步缩短19分钟，控制在47分钟左右。
5 结 论
可靠的应急处置机制是高质量发展的坚强保障。10 kV配网线路的事故处理，直接与用户供电相关，关系到社会生产作业能否正常进行，决不能掉以轻心。10 kV配网自动化集约化、智能化的发展，对配网线路事故处理帮助时巨大的，但我们也不能轻视其中的缺失。特别在配网事故应急处置期间，应该发挥好调度统筹作用，才可能控制好10 kV配网线路事故平均停电时间。
参考文献：
[1] 广东电网有限责任公司.广东电网有限责任公司电力调度管理规程（配网分册） [M].北京：中国电力出版社，2020.
[2] 杨建军.如何搞好地区一级的调度管理工作 [J].宁夏电力，2005（2）：32-33.
[3] 黄汉棠，郑建平，方丽华，等.地区配电自动化最佳实践模式研究 [M].北京：中国电力出版社，1999.
[4] 中国南方电网有限责任公司.中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程 [M].北京：中国电力出版社，2015.
[5] 广东电网有限责任公司.广东电网公司配网调度员培训教材 [M].北京：中国电力出版社，2020.
作者简介：古俊贤（1981—），男，汉族，广东梅县人，工程师，工程硕士，研究方向：电力安全管理。