10kV配電網(wǎng)饋線自動化的方式及應(yīng)用探究

梁潤銓

【摘要】隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和改革的深入，電力工業(yè)也在迅速的發(fā)展，而人們對于電力的需求也在日益增加，同時對于供電的可靠性和穩(wěn)定性及質(zhì)量性的要求也越來越高。而配電網(wǎng)中應(yīng)用的饋線自動化技術(shù)，則是提高供電可靠性和穩(wěn)定性的直接有效的方法。本文介紹了10kV配電網(wǎng)饋線自動化的基本模式，總結(jié)了這些方式的特點和基本應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng);饋線自動化;方式及應(yīng)用

1.引言

隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，配電網(wǎng)的發(fā)展在很大程度上取決于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的可靠性、經(jīng)濟性、靈活性和合理性，隨之建設(shè)投資和政策的出臺，市場也給配電網(wǎng)自動化技術(shù)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。因此電力企業(yè)實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化是勢在必行的，而饋線自動化可實現(xiàn)每條饋線運行方式和數(shù)據(jù)的監(jiān)視，同時也讓供電更可靠、服務(wù)更全面、投資更節(jié)省，是自動化的重要內(nèi)容之一。

2.實現(xiàn)饋線自動化的方式

因為我國10kV配電網(wǎng)線路主要以架空為主，所以實現(xiàn)饋線自動化是首要任務(wù)，它能夠經(jīng)濟、高效地實現(xiàn)其功能。基于饋線自動化系統(tǒng)最重要的是重合器和分段器。

重合器是一種具有控制和保護功能的開關(guān)設(shè)備，能夠按照預(yù)定順序來自動實現(xiàn)開斷和重合動作，并且在其后還能自動恢復或閉鎖。分段器是一種與電源測前級開關(guān)配合，在失壓或無壓電流情況下自動分閘的開關(guān)設(shè)備。

因為大多數(shù)的電線故障都屬于是瞬間故障，所以使用重合器隔離能夠極大的提高供電的可靠性，減少人為的復雜化;由于重合器的智能程度高，所以能讓配電網(wǎng)獨立運行，不依賴通信系統(tǒng)等，故重合閘是發(fā)生瞬間故障后快速排除故障并恢復供電的有效手段。

3.饋線自動化系統(tǒng)功能

3.1 遠程控制

遠程控制是指饋線自動化主站在一次接線圖上對饋線上的開關(guān)進行分合操作。首先需要檢查人員具有相應(yīng)的操作權(quán)限，繼而才能檢查操作對象是否能夠進行遙控操作。然后操作人員將操作對象的名字逐一核實，并向另一操作人員發(fā)送請求監(jiān)護的命令。當另一操作人員審核無誤后才能繼續(xù)。當發(fā)送了“預(yù)置”命令后，如果遠方的自動化裝置在指定時間內(nèi)沒有收到返校信息，則認為遠方開關(guān)或自動化裝置異常。

3.2 事件報警

事件的報警源分為：遙信量變化，通信故障，遠程控制，自動化系統(tǒng)定義的其他報警等。

事件報警的形式：告警窗口的文字顯示，畫面提示，手機短信提示，聲音提示，打印告警內(nèi)容等。

3.3 圖形顯示

圖形編輯是將用戶自動一的圖形移動、旋轉(zhuǎn)、變形以及和數(shù)據(jù)庫連接，從而生成所需要的畫面。從而可以在一幅畫面中出現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖表，可以用多種顏色顯示曲線。此外圖形編輯還提供多平面、多層次的畫面編輯功能。

圖形瀏覽顯示時配以實時采集的遙測和遙信數(shù)據(jù)。監(jiān)控人員可以通過不同的平面從不同的側(cè)面了解和觀察實時運行的情況，同時和可以通過圖形瀏覽這一功能進行各種人工操作，從而達到控制電網(wǎng)的目的。

4.饋線自動化的方式

4.1 電壓型自動化方式

電壓型自動化方式又稱為當?shù)乜刂品绞剑峭ㄟ^重合器來實現(xiàn)，當饋線失壓時重合器就會跳開，然后按照時間的順序試各個斷路器，最后才判斷出故障區(qū)段，從而隔離故障，并恢復非故障區(qū)域內(nèi)的供電。目前這種方式的饋線自動化方案有：多級重合器、重合器和重合分段器配合、重合器與分段器配合這三種方案。

電壓型方式在故障隔離和自動恢復供電這兩個階段時，供電由重合器自身完成，不用主站去控制。所以投資方面可以節(jié)省，且成效還快。但是這類方式只適合配電網(wǎng)比較簡單的系統(tǒng)，而且對斷路器的性能要求較高。

4.2 電流型控制方式

電流型控制方式又為遠方控制方式，是通過負荷開關(guān)、主站系統(tǒng)與FTU來實現(xiàn)的。其方式是先由FTU檢測電流來判定故障，從而故障信息就會送到主站，由主站判斷故障區(qū)域后，再發(fā)遠控命令去控制開關(guān)的動作，便可實現(xiàn)故障隔離和恢復非故障區(qū)的供電。

電流型自動化方式引進了配電自動化系統(tǒng)，因此在故障定位、非故障區(qū)域的自動恢復方面變得更加迅速，對于配電系統(tǒng)的沖擊也小;但是正因為自動化的引進，所以更需要高質(zhì)量的通訊通道及計算機主站，對于通訊系統(tǒng)的要求也較高。

4.3 時間型自動配電開關(guān)方式

時間型自動配電開關(guān)方式是使用重合器與分段器配合，原理是通過分段器對電壓變化;時序配合和重合器的動作來判斷和隔離故障區(qū)。應(yīng)用如下：

圖1 時間控制方式輻射型接線圖

①輻射型

如圖2，圖中A為饋線斷路器，B、C、D、E為帶控制器的自動配電開關(guān)。當c段發(fā)生瞬時故障，A保護動作，B、C、D、E均線路失壓而跳閘，經(jīng)過1s后A重合閘，B檢測到電源有電壓后延時合閘，而C經(jīng)過7s再延時合閘。因為是瞬時故障，C合閘后則會保持合閘的狀態(tài)，D則要經(jīng)過14S延時合閘，E經(jīng)過7s延時合閘，此時線路會恢復到正常供電狀態(tài)。

②環(huán)型

圖2 時間控制方法環(huán)形圖

圖2中A為饋線斷路器，B、C、D、E為帶控制器的自動配電開關(guān)。當c段是永久性故障時，A保護動作跳閘，B、C、D也失壓跳閘，E失壓并開始延時合閘計時。A經(jīng)過1s首次重合，B受電后延時7s合閘，C受電后延時7s合閘。因為故障區(qū)域內(nèi)的故障未消除，C合閘后A保護動作跳閘。C為區(qū)內(nèi)故障，B因失壓跳閘，D檢測到故障電壓，A經(jīng)過 100s第二次重合，B經(jīng)過7s延時合閘，E經(jīng)過125s延時合閘，非故障段自動恢復供電。

5.配電網(wǎng)饋線自動化的應(yīng)用

5.1 項目簡介

鶴山市共和鎮(zhèn)位于珠江三角洲中南部，鶴山市南部，毗鄰江門市區(qū)、新會市。全鎮(zhèn)總面積90.07平方公里，屬丘陵地區(qū)，下轄12個村民委員會，101個村民小組和一個居委會?？?cè)丝?.3萬人。從其電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來說，直接向鎮(zhèn)內(nèi)供電的110kV變電站有2座，平均用電負荷8.5兆瓦。這2變電站擔負著向鎮(zhèn)區(qū)所有居民生活用電和向部分工礦企業(yè)生產(chǎn)用電供電的使命。從長期使用來看，其中有南豐線、東區(qū)線兩條線路的可靠性不高，而大部分的線路故障來自于線路支線和用戶終端本身。因此為了提高鎮(zhèn)區(qū)配電網(wǎng)供電的可靠性，必須對其兩條線路進行改造。

5.2 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)饋線自動化，建立可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。為此在饋線自動化主站、柱上FTU等處，建立了光纖自愈環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)。為了節(jié)省通信資源，采用同一根光纜里的四根光纖形成自愈環(huán)通信網(wǎng)絡(luò)。

5.3 故障處理

2013年9月25日，某支路上發(fā)生故障，南豐線#59塔斷路器事故分閘，經(jīng)過一次重合閘不成功，主站系統(tǒng)判斷為永久性故障，饋線自動化功能啟動，并收集FTU上的故障電流表計，其中只有051A分段開關(guān)上有故障電流流過。通過饋線自動化系統(tǒng)及時、準確的給出故障處的處理策略，并在線自動進行了故障隔離和恢復供電，所花時間不到一分鐘，證明了該系統(tǒng)能夠根據(jù)實際故障的情況，快速、正確給出合理的故障處理測量，滿足配電網(wǎng)的要求。

5.4 配電網(wǎng)饋線自動化的作用

自從共和鎮(zhèn)區(qū)配電網(wǎng)采用了饋線自動化之后，提高了當?shù)毓╇姷目煽啃院头?wù)質(zhì)量，提高了企業(yè)自身的經(jīng)濟效益和管理水平。因為減少了停電時間，所以使用戶減少了停電的損失。而在正常情況下，饋線自動化系統(tǒng)可以充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的容量，降低線損，使得配電網(wǎng)的潛力得到最大限度的使用。在故障發(fā)生時能夠及時獲取故障信息，并準確確定出故障區(qū)域，快速恢復供電，從而在實際應(yīng)用中提高了配電網(wǎng)的供電能力。

6.結(jié)束語

配電自動化是對配電網(wǎng)上的設(shè)備進行遠方實施監(jiān)控，協(xié)調(diào)及控制的一個系統(tǒng)，是現(xiàn)代計算機技術(shù)和通信技術(shù)在配電網(wǎng)上的一種應(yīng)用，因為饋線自動化可以極大的提升配電網(wǎng)工作的可靠性和穩(wěn)定性及工作效率。

在未來配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，除了要保證供電的質(zhì)量，確定故障區(qū)域和及時處理故障部位、恢復線路供電和降低網(wǎng)損外，還應(yīng)當要不斷的提高客戶的用電實時情況和反饋，同時還要加強與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享。

參考文獻

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