基于城南配電自動化試點工程的智能就地FA調(diào)試

索大翔++陳莉

摘要：配電網(wǎng)作為輸配電的最后一級直接面向用戶，其供電質(zhì)量和供電可靠性對電網(wǎng)和用戶均有重要意義，因此配電自動化設(shè)備的調(diào)試驗收也具有十分重要的意義，由于無法采集實時數(shù)據(jù)使得配電設(shè)備無法在實驗室內(nèi)進行驗收，而就地調(diào)試工作又因為安全、成本等問題具有較大的難度。本文詳細分析了配電網(wǎng)故障處理過程，并以天津城南配電自動化工程為實例提出了一種安全高效的就地聯(lián)調(diào)方法，設(shè)計出了一種在不影響供電情況下測試配電自動化設(shè)備的仿真模擬器，并闡述了實現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：饋線自動化 故障處理 模擬開關(guān)

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）10-0051-02

本文以國家電網(wǎng)公司首批配電自動化試點建設(shè)單位國網(wǎng)天津電力城南供電公司配網(wǎng)自動化工程為實例介紹故障處理以及就地FA調(diào)試過程。

1 天津城南配電自動化項目FA技術(shù)實施

天津城南配電試點工程最終目標是在配電網(wǎng)故障停電時，系統(tǒng)根據(jù)DSCADA采集的配電網(wǎng)實時運行信息以及邊界約束條件，計算出網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)最優(yōu)方案，調(diào)控人員通過手動、半自動或自動方式進行故障隔離并恢復(fù)供電。

1.1 實現(xiàn)原理

OPEN-3200DA基于局部拓撲搜索將拓撲搜索范圍限定在配電網(wǎng)待恢復(fù)區(qū)及其周圍區(qū)域，因而大大提高了搜索效率，此外采用基于反射原理的有向圖方法可以精確定位任意兩點之間的關(guān)鍵路徑，剔除無關(guān)的分支路徑。由于配電網(wǎng)一般是開環(huán)運行，而且任意負荷其現(xiàn)實的轉(zhuǎn)供電源點最多也就4到6個，因此結(jié)合采用的搜索方法以及窮舉法可以獲得最高的問題求解質(zhì)量，而其所花費的時間比全局問題求解的優(yōu)化方法要少得多。

1.2 故障定位

主站依據(jù)配電終端傳送的故障信息，判斷故障區(qū)段，將該信息點的接線圖推送到調(diào)控工作站顯示器上，便于調(diào)控員進行分析判斷。

1.3 故障隔離

配電網(wǎng)一般的運行方式是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)開環(huán)運行，當(dāng)發(fā)生故障時，故障的定位、隔離都限定在某一分區(qū)的內(nèi)部。

1.4 故障恢復(fù)

在故障隔離后，通過操作故障分區(qū)的邊界及分隔區(qū)的設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，從而恢復(fù)供電。故障恢復(fù)的原則：一是保證被轉(zhuǎn)供區(qū)域負荷不失電。二是保證配電網(wǎng)輻射狀運行方式（非合環(huán)運行）。

2 智能就地FA調(diào)試

實際現(xiàn)場的饋線自動化功能FA有兩種實現(xiàn)方式，一是分布式，通過選擇智能開關(guān)來實現(xiàn)，另一種為集中式，將信息傳送到主站后進行遙控處理。本次調(diào)試針對分布式FA進行。分布式FA控制單元組成一個隊列進行連續(xù)監(jiān)測，在監(jiān)測到開關(guān)過流或失壓信號發(fā)出后，進行故障判斷并自動切除，其他開關(guān)將根據(jù)實際運行方式自動判斷開合方式，以便切除故障、隔離故障點以及恢復(fù)對該線路正常區(qū)間的供電。

配電自動化系統(tǒng)在投運前需要對系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行聯(lián)調(diào)和測試，但在現(xiàn)有條件下，系統(tǒng)在研發(fā)過程和出廠測試過程中由于無法采集配電網(wǎng)運行的實時數(shù)據(jù)，F(xiàn)A的聯(lián)調(diào)和某些功能的測試無法完整地進行，有些功能需到現(xiàn)場進行調(diào)試，為了保證供電可靠性，不能在一次系統(tǒng)中人為制造故障，因此FA調(diào)試中常用的方法是在二次側(cè)的入口處加故障電流來模擬實際故障。

本次調(diào)試選取友誼路與利民道之間，將利23線路上的NK124和791線路上的NK800作為重合控制器，在NK800負7與利2306負5之間設(shè)置合環(huán)點，在利2305負2開關(guān)與利2306負3開關(guān)處進行故障模擬。

2.1 故障處理過程

利23線路的運行方式如圖1所示，791線路的運行方式如圖2所示。

（1）故障信號收集；NK124內(nèi)部的分布式FA控制器接收到通訊管理機轉(zhuǎn)發(fā)的出口斷路器跳閘信號（由合變分），利2306內(nèi)部的分布式FA控制器接收到負3開關(guān)檢測到故障電流，利2305負2開關(guān)未檢測到故障電流，判斷故障點在2305負2開關(guān)與利2306負3開關(guān)之間。（2）故障隔離階段；NK124的FA控制器在出口斷路器已經(jīng)跳閘10秒后，啟動故障隔離，通知利2306的FA控制器；利2306的FA控制器接收到啟動信號后，把信號傳給利2305的FA控制器，同時跳開負2開關(guān)，成功跳開后，向兩端的FA重合控制器發(fā)送故障隔離成功信號；利2305的FA控制器接收到啟動信號后，跳開負2開關(guān)，向兩端的FA控制器發(fā)送故障隔離成功信號。（3）恢復(fù)非故障區(qū)供電階段；NK800的FA控制器收到隔離成功信號，啟動恢復(fù)過程，如果滿足轉(zhuǎn)供條件（本身有電，且有足夠容量），合上負7開關(guān)，恢復(fù)利2305環(huán)網(wǎng)柜的供電；NK124的FA控制器收到隔離成功信號，啟動恢復(fù)過程，由調(diào)控自動化系統(tǒng)合上出口斷路器開關(guān)，恢復(fù)利2306環(huán)網(wǎng)柜的供電。故障處理全過程結(jié)束。

2.2 故障模擬原理

故障信號的模擬由繼電保護數(shù)字仿真及全功能測試儀輸出。

2.3 仿真模擬器的設(shè)計與實現(xiàn)

天津城南河西酒店商務(wù)中心區(qū)域配電自動化試點工程為在原有區(qū)域進行改造，該區(qū)域負荷以居民負荷、商業(yè)負荷為主，對用電要求比較高，為了保證供電可靠性，必須在非停電狀態(tài)下對配電自動化系統(tǒng)進行功能測試。只有斷開開關(guān)與饋線終端測控單元之間的連接接入一種可以代替開關(guān)的設(shè)備，才能實現(xiàn)此功能。并在此饋線段10kV出口處加裝一個分界斷路器使分界斷路器先于10kV開關(guān)動作，圖3為自主研發(fā)并自行制作的仿真模擬器原理圖。

其原理是：將遙控模塊的a、b出線接在繼電器出口壓板上，此仿真模擬器分為兩部分，上面16路發(fā)光二極管，為遙控測試模塊。下面為8路雙刀雙擲開關(guān)，為遙信模擬模塊，系統(tǒng)由3V直流電源供電。顧名思義，遙控接收模塊是用來接收遙控功能的，當(dāng)FTU做遙控合操作時輸出一高電平使相應(yīng)的電路導(dǎo)通此時燈亮；當(dāng)做分操作時輸出一低電平此時燈滅，則認為已接收到遙控信號，并手動合上遙信模塊上對應(yīng)接收到信號的小燈開關(guān)，此時電路導(dǎo)通并有電流傳回壓板，即可發(fā)出相應(yīng)的遙信信號，遙信發(fā)送模塊可以模擬發(fā)出斷路器跳合閘信號、遙信變位信號以及各種硬接點信號。

3 結(jié)語

本文從配電自動化原理入手探討了FA故障處理的流程并提出就地聯(lián)調(diào)方案，設(shè)計出可以在非停電狀態(tài)下測試FA功能的的仿真模擬器，提高了配電自動化設(shè)備可靠性，是配電自動化走向?qū)嵱没囊豁椈A(chǔ)工作。目前天津城南配電試點項目已經(jīng)進入實用化驗收階段，智能就地FA調(diào)試在縮短測試時間提高效率的同時保證了對用戶的不間斷供電提高了電網(wǎng)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]劉東，丁振華，滕樂天.配電自動化實用化關(guān)鍵技術(shù)及其進展[J].電力系統(tǒng)自動化，2004（7）：16-19.

[2]國家電網(wǎng)公司.配電自動化建設(shè)與改造技術(shù)導(dǎo)則，2009.

[3]Glen Kramer，“Ethernet Passive Optical Networks，”McGraw-Hill Communications Engineering Series，2005.

[4]趙上林，吳在軍，胡敏強，竇曉波.分布式發(fā)電對重合器模式饋線自動化的影響[J].電力自動化設(shè)備，2009（10）.