10kV配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)控制技術(shù)分析及應(yīng)用

葛樹國，沈家新

（佛山市順德電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東佛山 528300）

10kV配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)控制技術(shù)分析及應(yīng)用

葛樹國1，沈家新2

（佛山市順德電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東佛山 528300）

饋線自動化（Feeder Automation，F(xiàn)A），又稱配電線路自動化，是配電自動化的重要組成部分，是配電自動化的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)配電自動化的主要監(jiān)控系統(tǒng)之一。饋線自動化是指在正常情況下，遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，并實(shí)現(xiàn)線路開關(guān)的遠(yuǎn)方合閘和分閘操作，在故障時(shí)獲取故障記錄，并自動判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對非故障區(qū)域供電。

饋線自動化是提高配電網(wǎng)可靠性的關(guān)鍵技術(shù)之一。配電網(wǎng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行在很大程度上取決于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，這些又與配網(wǎng)的自動化程度緊密相關(guān)。通過實(shí)施饋線自動化技術(shù)，可以使饋線在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，能自動進(jìn)行故障定位，實(shí)施故障隔離和恢復(fù)對健全區(qū)域的供電，提高供電可靠性。

現(xiàn)在電網(wǎng)公司各供電局10kV架空線路網(wǎng)架以單放射型和“2-1”聯(lián)絡(luò)型為主，主干線上帶有多條分支線，分支線再延伸出多條小分支線，線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且分支線上的每一次永久或瞬時(shí)故障均會引起全條饋線停電，影響范圍較大，2007年前故障點(diǎn)的查詢需巡線員沿線路查詢，耗費(fèi)大量人力，停電時(shí)間長，以北京地區(qū)為例，停電時(shí)間平均超過116m i n，現(xiàn)在是通過重合器順序重合實(shí)現(xiàn)其控制功能，處理時(shí)間需要數(shù)m i n至30m i n，為了使饋線在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，能自動進(jìn)行故障定位，實(shí)施故障隔離，縮短停電時(shí)間，有必要對饋線自動化進(jìn)行進(jìn)一步深入研究，將停電控制時(shí)間減少至數(shù)s內(nèi)。

國家電網(wǎng)公司對饋線自動化在我國的實(shí)踐已經(jīng)有5a的歷程，許多城市都在不同層次、不同規(guī)模上對饋線自動化工作進(jìn)行了試點(diǎn)，如北京在城區(qū)電網(wǎng)實(shí)施了一定規(guī)模的配網(wǎng)饋線自動化，實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)SCADA功能；上海配網(wǎng)自動化試點(diǎn)建設(shè)比較早，針對全電纜網(wǎng)、架空和電纜混合網(wǎng)、全架空網(wǎng)等3種配網(wǎng)形式都進(jìn)行了饋線自動化試點(diǎn)。

南方電網(wǎng)公司早在2007年開始組織配網(wǎng)自動化的建設(shè)工作，目前各供電局只有部分架空饋線安裝了重合器方式自動化開關(guān)、故障指示器等設(shè)備。在供電局安裝的SCADA配網(wǎng)主站系統(tǒng)，只能實(shí)現(xiàn)對終端設(shè)備的遙測、遙信，不能進(jìn)行遙控，不能自動故障隔離，不能快速進(jìn)行故障定位，故障處理時(shí)間需要15m i n左右，甚至更長，并不能真正實(shí)現(xiàn)配電自動化。

實(shí)施饋線自動化的目的是對饋線進(jìn)行快速地故障定位、故障隔離、非故障區(qū)域供電恢復(fù)，最大限度地減少故障引起的停電范圍、縮短故障恢復(fù)時(shí)間。

目前基于配電自動化開關(guān)設(shè)備相互配合的饋線自動化系統(tǒng)和基于饋線終端設(shè)備（F T U）和通信網(wǎng)絡(luò)的饋線自動化系統(tǒng)在部分地區(qū)采用，而基于配電自動化開關(guān)設(shè)備相互配合的饋線自動化系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡單、不需要建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)、建設(shè)費(fèi)用低等特點(diǎn)，故應(yīng)用較多，饋線自動化目前在國內(nèi)的技術(shù)發(fā)展，主站系統(tǒng)、智能配電終端已比較成熟，但自動故障識別、自動故障定位、自動故障隔離、快速復(fù)電技術(shù)尚不成熟。

因此，本文將就配電自動化技術(shù)現(xiàn)狀及存在問題進(jìn)行分析，著重對饋線自動化控制技術(shù)方式、分布式智能控制技術(shù)進(jìn)行研究。

1 饋線自動化的控制方式及功能

饋線自動化控制是指在正常情況下，遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)，并實(shí)現(xiàn)線路開關(guān)的遠(yuǎn)方合閘和分閘操作，在故障時(shí)獲取故障記錄，并自動判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對非故障區(qū)域供電。

1.1 控制方式

饋線自動化的控制方式分為遠(yuǎn)方控制和就地控制，這與配電網(wǎng)中可控設(shè)備（主要是開關(guān)設(shè)備）的功能有關(guān)。如果開關(guān)設(shè)備是電動負(fù)荷開關(guān)，并有通信設(shè)備，那就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制分閘或合閘；如果開關(guān)設(shè)備是重合器、分段器、重合分段器，它們的分閘或合閘是由這些設(shè)備被設(shè)定的自身功能所控制，這稱為就地控制[1]。

遠(yuǎn)方控制又可分為集中式和分散式2類。所謂集中式，是指由SCADA系統(tǒng)根據(jù)從F T U獲得的信息，經(jīng)過判斷作出控制，亦稱為主從式；分散式是指F T U向饋線中相關(guān)的開關(guān)控制設(shè)備發(fā)出信息，各控制器根據(jù)收到的信息綜合判斷后實(shí)施對所控開關(guān)設(shè)備的控制。

1.2 控制功能

1）運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。監(jiān)控內(nèi)容主要包括所有被監(jiān)控的線路（包括主干線和各支路）的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量等電氣參數(shù)。能夠?qū)崟r(shí)顯示配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行工況：實(shí)時(shí)監(jiān)視10kV線路分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；線路分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的遙控；通過運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動或者三遙（遙信、遙測、遙控）功能[2]。

2）故障定位、故障區(qū)隔離，負(fù)荷轉(zhuǎn)供及恢復(fù)供電或者進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)[3]。在配電網(wǎng)中，若發(fā)生永久性故障，通過開關(guān)設(shè)備的順序動作實(shí)現(xiàn)故障區(qū)隔離[4]；在環(huán)網(wǎng)運(yùn)行或環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、開環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供，恢復(fù)供電。當(dāng)切除了配電網(wǎng)中的故障設(shè)備后，在滿足一定約束的條件下，為了減少停電面積從而盡可能地保證用戶供電而進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整，即配電網(wǎng)故障后重構(gòu)。這一過程是自動進(jìn)行的。在發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，通常因切斷故障電流后，故障自動消失，可以由開關(guān)自動重合而恢復(fù)對負(fù)荷的供電。

2 饋線自動化類型

按照配電網(wǎng)建設(shè)模式劃分，饋線自動化系統(tǒng)可以分為故障定位系統(tǒng)、就地式饋線自動化、集中式饋線自動化，各個(gè)饋線自動化系統(tǒng)的介紹如下。

2.1 故障定位系統(tǒng)

配網(wǎng)故障定位系統(tǒng)是通過安裝故障指示器裝置，在配電線路發(fā)生故障時(shí)，相關(guān)人員通過人工巡視或根據(jù)上報(bào)的故障信息，確定故障區(qū)域的系統(tǒng)。故障指示器是一種安裝在電力線路（架空線，電纜及母排）上，指示故障電流的裝置，它通過檢測短路電流的特征來判別短路故障，可以通過給出動作翻牌、燈光報(bào)警等就地信號指示短路故障，迅速確定故障分支和區(qū)段，大幅度減少了尋找故障點(diǎn)的時(shí)間，有利于快速排除故障，恢復(fù)正常供電，提高供電可靠性。該系統(tǒng)僅僅在故障時(shí)起作用。

2.2 就地式饋線自動化

就地式饋線自動化指不依賴配電自動化主站，由配電終端或現(xiàn)場自動化裝置協(xié)同實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域供電。具體可采用重合器和智能分布式2種實(shí)現(xiàn)方式：

1）重合器方式。在原來的電壓分?jǐn)嗥?、電流分段器、重合器技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展出了的一種技術(shù)不依賴于通信和主站，可靠性更高。在故障發(fā)生時(shí)，通過線路開關(guān)間的邏輯配合，利用重合器實(shí)現(xiàn)線路故障的就地識別、隔離和非故障線路恢復(fù)供電。有3種典型的重合器方式饋線自動化模式，即重合器和重合器配合模式、重合器和電壓-時(shí)間型分段器配合模式、重合器和過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合模式[5]。

2）智能分布式。智能分布式的就地式饋線自動化是在重合器方式的就地式饋線自動化的基礎(chǔ)上，增加局部光纖通信，使得環(huán)網(wǎng)內(nèi)的各F T U互相交互信息，在故障后m s級的時(shí)間內(nèi)直接跳開離故障點(diǎn)最近的2側(cè)開關(guān)，變電站出線開關(guān)不需要跳閘，使得停電區(qū)域最小，同時(shí)聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動合閘轉(zhuǎn)供?？蓪?shí)現(xiàn)多開關(guān)串聯(lián)無級差保護(hù)配合，快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)故障隔離和轉(zhuǎn)移供電，達(dá)到停電范圍最小、停電時(shí)間最短的目的。在保護(hù)通道故障時(shí)，可自動轉(zhuǎn)為重合器方式的就地式饋線自動化工作模式，可靠性高，可應(yīng)用于供電可靠性要求高的骨干網(wǎng)絡(luò)。配電主站和子站可不參與處理過程。

2.3 集中式饋線自動化

集中式饋線自動化是指配電主站與配電終端相互配合，實(shí)現(xiàn)配電線路的故障定位、故障隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域供電。具體可采用全自動和半自動2種實(shí)現(xiàn)方式：

1）全自動方式。配電主站或子站通過快速收集區(qū)域內(nèi)配電終端的信息，判斷配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，集中進(jìn)行故障識別、定位，自動完成故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電[6]。

2）半自動方式。配電主站或子站通過收集區(qū)域內(nèi)配電終端的信息，判斷配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，集中進(jìn)行故障識別、定位，通過遙控或人工完成故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。

3 饋線自動化典型控制技術(shù)方案

3.1 基于主站監(jiān)控式的集中式饋線自動化

配電主站、配電子站、饋線配電終端是構(gòu)成配電自動化的3大環(huán)節(jié)。主站監(jiān)控式饋線自動化是指完全由主站實(shí)現(xiàn)的饋線故障緊急控制。配電主站是大型配網(wǎng)自動化建設(shè)的核心，作為控制中心，它依賴于通信，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制[7]，從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA、配電高級應(yīng)用（PAS）。同時(shí)以地理信息系統(tǒng)（GIS）為平臺實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理，而SCADA,GIS和PAS的一體化則促使配電主站的功能更綜合、更緊密、更強(qiáng)大，成為提供配電網(wǎng)保護(hù)與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理與維護(hù)的全方位自動化運(yùn)行管理系統(tǒng)。在主站層實(shí)現(xiàn)的饋線自動化功能簡單明了（如圖1所示），當(dāng)在開關(guān)S1和開關(guān)S2之間發(fā)生故障F1（非單相接地），線路出口保護(hù)使斷路器B1動作，將故障線路切除，實(shí)現(xiàn)故障識別；再根據(jù)裝設(shè)在S1處的F T U檢測到故障電流而裝設(shè)在開關(guān)S2處的F T U沒有故障電流流過，此時(shí)自動化系統(tǒng)將確認(rèn)該故障發(fā)生在S1與S2之間，遙控跳開S1和S2實(shí)現(xiàn)故障隔離并遙控合上線路出口的斷路器B1，最后合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)S3完成向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。

圖1 基于主站的饋線自動化控制模式Fig.1 Feeder automation control scheme based on main station

這種基于通信的饋線自動化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護(hù)、R T U遙控及重合閘功能，能夠快速切除故障，在幾s到幾十s的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障隔離，在幾十s到幾m i n內(nèi)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)供電。

主站監(jiān)控方案中故障識別、故障網(wǎng)絡(luò)拓樸分析、故障定位、故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移都由配電主站集中處理，形成順序控制策略，再通過遠(yuǎn)方通信逐項(xiàng)完成。配電網(wǎng)緊急控制功能及邏輯完全做在主站中，對配電終端僅要求其有R T U功能，對配電網(wǎng)通信的依賴性強(qiáng)，當(dāng)通信系統(tǒng)發(fā)生故障或控制中心故障，則不可避免地導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)癱瘓，失去故障隔離、恢復(fù)供電功能。如同在微機(jī)繼電保護(hù)發(fā)展初期，變電站的眾多保護(hù)功能僅由1臺計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)一樣，這種完全依賴通信的主站集中式控制模式可靠性較差，應(yīng)當(dāng)考慮緊急控制功能的分布實(shí)現(xiàn)與下放。

3.2 基于子站監(jiān)控式的饋線自動化

配電子站通常位于變電站或配網(wǎng)分控制中心，其功能涵蓋通信處理和就地監(jiān)控，與變電站綜合自動化一樣，配電子站在子站層能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)對饋線的信息采集與控制。在饋線故障處理中，故障識別、故障隔離功能可以由配電子站完成。這種控制方式實(shí)現(xiàn)了主站中緊急控制部分功能的下放，增強(qiáng)了子站的控制功能，減弱了饋線故障處理對主站的依賴，是目前比較流行的控制方式。

該控制模式需要協(xié)調(diào)解決故障隔離與故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移的關(guān)系。主站能夠基于配電網(wǎng)全局的拓?fù)湫畔⒔o出全局最優(yōu)的故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案，其優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的約束條件包括開關(guān)的操作次數(shù)、負(fù)荷轉(zhuǎn)移的合理性、重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的合理性、網(wǎng)損等因素。一般情況主站在故障發(fā)生后進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移的分析，為調(diào)度給出最優(yōu)恢復(fù)策略，由調(diào)度確認(rèn)后實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移。

實(shí)際上只有在復(fù)雜的大型配電網(wǎng)中發(fā)生大范圍故障時(shí)，才會出現(xiàn)較大的負(fù)荷需要轉(zhuǎn)移，自動化系統(tǒng)將通過復(fù)雜的拓?fù)浞治鼋o出一系列順序執(zhí)行的轉(zhuǎn)移負(fù)荷方案。然而通常情況下，饋線故障的恢復(fù)供電措施都很簡單，只需考慮聯(lián)絡(luò)開關(guān)投人備用電源是否能夠完成負(fù)荷轉(zhuǎn)移。對于這種單一操作可以考慮通過配電子站來完成。理想的方案是由主站在正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行故障預(yù)想在線生成控制策略，并下載到配電子站中，即對于哪些可以由配電子站直接進(jìn)行故障負(fù)荷轉(zhuǎn)移，主站作為該項(xiàng)任務(wù)的后備。

3.3 重合器方式的就地式饋線自動化

基于重合器的饋線自動化有2種實(shí)現(xiàn)方式：

1）重合器與電壓-時(shí)間型分段器配合實(shí)現(xiàn)故障定位、隔離。

2）重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合實(shí)現(xiàn)故障定位、隔離。

基于重合器與電壓-時(shí)間分段器方式的饋線自動化基于電壓-延時(shí)方式，對于分段點(diǎn)位置的開關(guān)，在正常運(yùn)行時(shí)開關(guān)為合閘狀態(tài)。當(dāng)線路因停電或故障失壓時(shí)，所有的開關(guān)失壓分閘。在第一次重合后，線路分段一級一級地投入，投到故障段后線路再次跳閘，故障區(qū)段2側(cè)的開關(guān)因感受到故障電壓而閉鎖。當(dāng)站內(nèi)斷路器再次合閘后，正常區(qū)間恢復(fù)供電、故障區(qū)間通過閉鎖而隔離。而對于聯(lián)絡(luò)點(diǎn)位置的開關(guān)，在正常時(shí)感受到2側(cè)有電壓時(shí)為常開狀態(tài)，當(dāng)一側(cè)電源失壓時(shí)，該聯(lián)絡(luò)開關(guān)開始延時(shí)進(jìn)行故障確認(rèn)。在延時(shí)時(shí)間完成后，聯(lián)絡(luò)開關(guān)投入，后備電源向故障線路的故障后端正常區(qū)間恢復(fù)供電。2側(cè)同時(shí)失壓時(shí)，開關(guān)為閉鎖狀態(tài)。

基于重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)[8]分段器方式的饋線自動化在處理如圖2所示配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，A為重合器，B、C、D為過電流脈沖計(jì)數(shù)分段器，其計(jì)數(shù)次數(shù)均整定為2次。

圖2 基于重合器與過流脈沖計(jì)數(shù)分段器故障處理示意圖Fig.2 Recovery process based on recloser and sectionalized pulse counting device

對于永久性故障，正常運(yùn)行時(shí)，重合器A，分段器B、C、D均為合，當(dāng)C之后的區(qū)段發(fā)生永久性故障時(shí)，重合器A跳閘，分段器C計(jì)過電流一次，由于沒有達(dá)到事先整定的2次，因此分段器保持合閘，經(jīng)過一段時(shí)間后，重合器進(jìn)行第一次重合，由于再次重合到故障點(diǎn)，重合器A再次跳閘，分段器第二次過電流而達(dá)到整定值，于是，分段器在重合器跳閘后無電流時(shí)期分閘；再經(jīng)過一段時(shí)間，重合器A進(jìn)行第二次重合，由于此時(shí)分段器C處于分閘狀態(tài)，從而將故障區(qū)段隔離開，恢復(fù)對健全區(qū)段的供電。

對于瞬時(shí)性故障，重合器A跳閘，分段器C記過電流一次，由于沒達(dá)到整定值2次，所以不分閘而保持合閘，經(jīng)過一段時(shí)間，重合器進(jìn)行第一次重合，由于瞬時(shí)故障消除，重合成功，恢復(fù)系統(tǒng)正常供電，再經(jīng)過一段確定的時(shí)間（與整定有關(guān)）后，分段器C的過電流計(jì)數(shù)值清零，又恢復(fù)至其初始狀態(tài)，為下一次做好準(zhǔn)備。

3.4 就地智能分布式饋線自動化

新型智能分布式控制方式則利用了電壓和電流2個(gè)信號作為故障段的判據(jù)，故又稱為U-I-T（電壓-電流-時(shí)間）型。此方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

利用了電壓和電流2個(gè)信號作為故障段的判據(jù)，充分考慮了故障后線路失壓和過流次序和規(guī)律，制訂全面的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案，方案的參數(shù)配置不受線路分段數(shù)目和聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置的影響。

當(dāng)利用智能負(fù)荷開關(guān)組網(wǎng)時(shí)，線路上各個(gè)開關(guān)按預(yù)先整定的功能相互配合自動隔離故障、自動進(jìn)行故障后網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；當(dāng)采用重合器或斷路器組網(wǎng)時(shí)，能夠發(fā)揮重合器或斷路器的開斷和重合能力，迅速切除并隔離故障，恢復(fù)非故障線路供電。

采用“殘壓檢測”功能使故障點(diǎn)負(fù)荷側(cè)的開關(guān)提前分閘閉鎖，避免另一側(cè)電源向故障線路轉(zhuǎn)移供電時(shí)受到短路沖擊和不必要的停電。

在有局部光纖通信的條件下，可以自動升級為“協(xié)作模式”，從而進(jìn)一步加快網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)速度，減少線路受到的短路沖擊。

采用智能分布式的控制方式，充分發(fā)揮智能分布式的實(shí)時(shí)性和可靠性，盡快完成故障隔離，恢復(fù)非故障區(qū)域供電，減少停電時(shí)間和范圍，并且，在具備配電SCADA的條件下，調(diào)度員可以監(jiān)視和控制故障的處理過程。當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)或后臺系統(tǒng)發(fā)生故障而不能正常運(yùn)行時(shí)，也不會影響到智能分布式的控制系統(tǒng)及時(shí)地完成故障處理和非故障段恢復(fù)供電的功能。

分布式智能控制有2種實(shí)現(xiàn)方式：

1）基于終端的方式。終端通過對等通信（IP）網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)站點(diǎn)終端數(shù)據(jù)，自行決策。不需要安裝專門的裝置，具有很高的實(shí)時(shí)性（最快達(dá)到200m s以內(nèi)），但對終端處理能力要求高，且僅能用于IP通信網(wǎng)。

2）采用分布式智能控制器（Distributed Intelligent Controller，DIC）的方式。DIC安裝在變電站、開關(guān)站或者其他選定的站點(diǎn)內(nèi)，其作用類似于傳統(tǒng)的配電子站，收集并處理附近小區(qū)內(nèi)相關(guān)站點(diǎn)的終端信息，完成一些實(shí)時(shí)性要求較高的現(xiàn)場控制功能，能夠有力提高配電自動化系統(tǒng)的處理速度，減輕SCADA系統(tǒng)的處理數(shù)據(jù)能力，使得配電系統(tǒng)進(jìn)一步智能化。通過通信網(wǎng)集中收集處理相關(guān)站點(diǎn)終端的數(shù)據(jù)，做出綜合決策，將控制命令送回終端。該方式可用于串行點(diǎn)對點(diǎn)通信，具有很好的適用性。

4 饋線自動化控制技術(shù)方式比較及應(yīng)用

綜上所述，饋線自動化系統(tǒng)按控制技術(shù)方式可分為2大類（饋線自動化控制技術(shù)方式比較見表1）。

表1 饋線自動化控制技術(shù)方式比較表Tab.1 The comparison table of different feeder automation control patterns

1）就地式饋線自動化（含量合器方式、智能頒布式2種）。重合器方式就地式饋線自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不需要通訊通道，通過重合器、分段器順序重合隔離故障，恢復(fù)對非故障區(qū)段的供電，在實(shí)際應(yīng)用中，重合器與電壓——時(shí)間型分段器配合實(shí)現(xiàn)故障定位、隔離的類型應(yīng)用較多。重合器方式就地式饋線自動化適用于C類及以下供電區(qū)的農(nóng)村、城郊架空線路；目前在國內(nèi)應(yīng)用已比較成熟。智能分布式饋線自動化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是配電子站與配電終端之間、終端與終端之間通過對等通信網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)，由配電子站實(shí)現(xiàn)對終端的控制，實(shí)現(xiàn)快速故障隔離，和非故障段恢復(fù)供電，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)或主站系統(tǒng)發(fā)生故障而不能正常運(yùn)行時(shí)，也不會影響到智能分布式的控制系統(tǒng)及時(shí)地完成故障處理和非故障段恢復(fù)供電的功能。智能分布式饋線自動化適用于城市中B類及以上供電區(qū)接有重要敏感負(fù)荷的電纜線路。目前在國內(nèi)應(yīng)用的地區(qū)不多，技術(shù)尚在實(shí)驗(yàn)、研究探索階段。

2）集中式饋線自動化。它依賴于通信，主站集中控制方式，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制，主站通過快速收集區(qū)域內(nèi)配電終端的信息，判斷配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，集中進(jìn)行故障識別、定位，自動完成故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。根據(jù)各配電終端或故障指示器檢測到的故障報(bào)警，開關(guān)跳閘等故障信息，啟動故障處理程序，確定故障類型和發(fā)生位置。根據(jù)故障定位結(jié)果給出故障區(qū)域隔離方案，非故障區(qū)域恢復(fù)供電，集中式饋線自動化適用于城市中B類及以上供電區(qū)的電纜線路。集中式饋線自動化目前在國內(nèi)的技術(shù)發(fā)展，主站系統(tǒng)、智能配電終端之間的兩遙（遙測、遙信）已比較成熟，但遙控技術(shù)出于安全性考慮，應(yīng)用尚不成熟，自動故障識別、快速故障定位、自動故障隔離技術(shù)屬于新技術(shù)，尚在研究階段。

5 結(jié)論

饋線自動化系統(tǒng)按控制技術(shù)方式可分為2類3種方式，對不同用電區(qū)域宜采用不同類型的饋線自動化方式：

1）就地式饋線自動化的重合器方式，不依賴通信，結(jié)構(gòu)簡單，通過重合器、分段器順序重合隔離故障和非故障段恢復(fù)供電。故障處理，供電恢復(fù)時(shí)間在15m i n以內(nèi)，適用于C類及以下供電區(qū)的農(nóng)村、城郊架空線路。

2）智能分布式控制方式，配電子站與配電終端之間、終端與終端之間通過對等通信網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)快速故障隔離，和非故障段恢復(fù)供電，故障處理，供電恢復(fù)時(shí)間在數(shù)s以內(nèi)，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)或主站系統(tǒng)發(fā)生故障而不能正常運(yùn)行時(shí)，也不會影響到智能分布式的控制系統(tǒng)及時(shí)地完成故障處理和非故障段恢復(fù)供電的功能。適用于城市中B類及以上供電區(qū)接有重要敏感負(fù)荷的骨干電纜線路。

3）集中式饋線自動化控制方式，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制，主站通過快速收集區(qū)域內(nèi)配電終端的信息，判斷配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，集中進(jìn)行故障識別、定位，自動完成故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。故障處理，供電恢復(fù)時(shí)間在數(shù)十s以內(nèi)，適用于城市中心區(qū)B類及以上供電區(qū)的主電纜線路。

綜上所述，智能分布式控制方式、集中式饋線自動化控制方式均可以實(shí)現(xiàn)自動故障識別、快速故障定位，自動故障隔離技術(shù)，解決了目前饋線自動化技術(shù)存在的問題。兩者的差異，只是故障處理，供電恢復(fù)的時(shí)間前者更優(yōu)。

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Analysis and Applications of the 10kV Electric Distribution Network Feeder Automation System Control Technology

GE Shu-guo，SHEN jia-xin
（Foshan Shunde Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，F(xiàn)oshan 528300，Guangdong，China）

This paper presents the analysis and applications of the 10kV electric distribution feeder automation system control technology，and introduces the typical control technical solutions of feeder automation，Researchers emphasize on the comparisons between different patterns of feeder automation control.discuss the patterns oflocally feederautomation recolser，the patterns of intelligence distributed control and the patterns of centralized feeder automation based on main station monitor and sub-station monitor.The paper also，summarizes different kinds of feeder automation technique applied in different power supply regions.The result suggests that local feeder automation fits the overhead lines in Class C and below power supply regions，such as rural and suburban areas，while intelligence distributed automation fits the cable lines connected with important and sensitive loads in Class B and above power supply regions in cities.Centralized feeder automation fits the main cable lines in Class B and above power supply regions in the city center.

feeder automation；control technology；control mode；local control；remote control；distributed intelligence control

介紹了10kV配電網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)的控制方式及應(yīng)用，饋線自動化的典型控制技術(shù)方案，著重對饋線自動化控制技術(shù)方式進(jìn)行了分析比較，對就地式饋線自動化重合器方式、智能分布式控制方式，以及主站監(jiān)控式、子站監(jiān)控式的集中式饋線自動化作了詳細(xì)的論述，總結(jié)了各種饋線自動化技術(shù)方案在不同供電區(qū)域的應(yīng)用。結(jié)果表明，就地式饋線自動化適用于C類及以下供電區(qū)的農(nóng)村、城郊架空線路，智能分布式饋線自動化適用于城市中B類及以上供電區(qū)接有重要敏感負(fù)荷的電纜線路。集中式饋線自動化，適用于城市中心區(qū)B類及以上供電區(qū)的主電纜線路。

饋線自動化；控制技術(shù)；控制方式；就地控制；遠(yuǎn)方控制；分布式智能控制

1674-3814（2012）08-0029-06

TM 726

A

2012-02-25。

葛樹國（1954—），男，高級工程師，注冊電氣工程師，從事電力設(shè)計(jì)研究。

（編輯 董小兵）