并倉電纜環(huán)網(wǎng)過流故障位置的判定、切除

吳衛(wèi)華++唐江鋒++李歡++孟凡佳++劉偉

[摘 要]針對配電自動化、配網(wǎng)自動化的社會需求，主要介紹了手拉手電纜網(wǎng)絡——并倉電纜網(wǎng)絡中的饋線自動化。對并倉情況出口并倉、下游P型站多出線或并倉出線、兩側(cè)同時并倉等配電環(huán)網(wǎng)的故障定位、故障隔離、供電恢復，以提高配電網(wǎng)的供電可靠性水平，配電網(wǎng)運行管理水平，實現(xiàn)并倉電纜網(wǎng)絡中的饋線自動化。掃除了人為排除故障的難點，節(jié)省大量的人力財力物力，為未來配電自動化的發(fā)展奠定了基石，指明了方向。

[關鍵詞]并倉；電纜網(wǎng)絡；饋線自動化；配電自動化

中圖分類號：TM713 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）03-0086-02

引言

配電系統(tǒng)連接著廣大用電用戶和供電系統(tǒng)，實現(xiàn)智能配電是未來發(fā)展的必然趨勢。隨著科技迅猛發(fā)展，以前人工去除故障越來越不滿足社會發(fā)展的需要。近年來政府對配電系統(tǒng)越來越重視并投入了大量的研究和實踐，積累了豐富的經(jīng)驗。本論文將智能分布式FA結(jié)合配電網(wǎng)中，減少了故障線路之間的連帶反應，正確定位故障地點，對用戶用電有著極大的便利。對未來配電自動化的全面實施奠定了堅實基礎，鋪平了道路。

就目前而言，我國電力系統(tǒng)的發(fā)展快捷，配電網(wǎng)建設初步成效。雖然各個城市實施了成效斐然的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，但電力事故的頻繁發(fā)生，電工的人生安全保障以及配電網(wǎng)絡的故障切除表明當前配電領域的技術(shù)性能還待加強，智能的配電網(wǎng)絡系統(tǒng)更適應當前電力系統(tǒng)的需要。

1 FA系統(tǒng)的實現(xiàn)

FA是個系統(tǒng)，由若干臺設備構(gòu)成，主要用于10kV環(huán)網(wǎng)的故障定位、故障隔離、供電恢復。當饋線網(wǎng)絡上發(fā)生故障后，智能分布式配電終端采用對等式的光纖通信網(wǎng)絡互相通信，緊接著收集相關配電終端的相關信息，然后經(jīng)比較定位發(fā)生故障的區(qū)段，接著斷路器或負荷開關切斷故障區(qū)段， 完成故障隔離動作，并且恢復非故障區(qū)間供電，最后將事故信息處理結(jié)果上報主站。

智能分布式配電終端由控制單元和常規(guī)配電終端組成，常規(guī)配電終端主要將數(shù)據(jù)量采集和控制命令下發(fā)功能，智能分布式饋線自動化控制單元主要實現(xiàn)通信、信息量轉(zhuǎn)發(fā)、故障判斷、故障隔離、非故障區(qū)恢復供電功能。

2 實驗儀器

ZD30C故障診斷控制器的主要功能等同于通訊管理機和FA模塊的集成，故障診斷控制器一般安裝于環(huán)網(wǎng)的K型站 ，同K型站的MU通訊，采集該環(huán)網(wǎng)的信息，并且與故障診斷采集器（ZD30M）配合實現(xiàn)故障診斷恢復。

ZD30M故障診斷采集器的主要功能等同于測控裝置和FA模塊的集成。 同時ZD30M故障診斷采集安裝于箱式變電站、環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)。對配電線路進行監(jiān)測、故障診斷、記錄、恢復等。

如果是P型站，還要通過通訊的方式將DTU的各種信號采集上來，然后通過內(nèi)部規(guī)約的方式轉(zhuǎn)發(fā)給電源站的ZD30C終端。

ZD30C故障診斷控制器和常規(guī)配電終端DTU采用串口通信 ，采用使用部頒IEC101或IEC104規(guī)約等。

結(jié)合市區(qū)公司網(wǎng)架特點，選擇典型的配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，應用智能分布式配電終端，按照智能分布式FA在電源點并倉條件下的動作策略，編制典型的動作邏輯和動作方案，保證在配電網(wǎng)發(fā)生故障時，智能自主的實現(xiàn)配電網(wǎng)FA。

3最遠過流信號翻轉(zhuǎn)點判定故障串

并倉電纜網(wǎng)絡中的饋線自動化中智能分布式FA系統(tǒng)仿真實驗，通用出口并倉模式。由變電站1由母線傳輸單側(cè)并倉，接雙串手拉手環(huán)網(wǎng)配電至其他變電站，本實驗滿足常平站和河南站模式，出口單側(cè)并倉，共六個配電站進行實驗，分別置分段點與配變站3的左側(cè)與配變站6的左側(cè)，具體如下圖1所示：

正常供電情況下，分段點左側(cè)并倉，由變電站1（甲斷路器控制）送電至各配電站用戶，分段點右側(cè)由其他母線供電，在這種情況之下供電系統(tǒng)正常工作。ZD30M裝置集控制器和RTU功能為一體，采用類GOOSE式的通信機制，每臺控制器都采集信息相同，形成統(tǒng)一的遙信數(shù)據(jù)庫。當收到電源站“事故總信號”后，每臺控制器都啟動本機的FA功能，判讀本機所控制的開關是否是需要隔離的，是則斷開本裝置需隔離的開關，電源站控制器確認故障隔離后，重新合上電源站開關；分斷點控制器確認故障隔離后，且分斷點合上后，未故障側(cè)開關不會過負荷后，合上分斷點負荷開關。

并倉模式下，若線路發(fā)生故障，系統(tǒng)邏輯會自主判斷每一串線路的故障點與本側(cè)處斷路器的距離，邏輯上認為檢測出的距離比較后，距離斷路器遠的為故障點，并切除故障點故障，恢復供電；若兩串線路故障點與斷路器距離相同，則兩串線路同時動作，切除故障。

故障一經(jīng)出現(xiàn)，系統(tǒng)就會通過最遠過流信號翻轉(zhuǎn)點判定故障串判斷出故障點并成功切除，下面簡要分析幾種故障切除過程。

（1）變電站1出口線故障

當變電站1出口線故障時，系統(tǒng)檢測到兩串線路故障點與變電站1距離相同時，會斷開變電站1的斷路器甲，然后切除故障讓配電站1和配電站5環(huán)進負荷開關分閘，各串分段點合閘，使配電系統(tǒng)能夠正常運行。具體簡化圖2如下：

（2） 下游P型站多出線故障

下游P型站多出線是由K型站供電送至P型站，P型站送電至各個配電站供電。系統(tǒng)正常運行時如K型站直接往配電站供電情況一致。P型站出口并倉，正常運行時供電系統(tǒng)縮略圖3如下：

a 當K型站出口線故障時，此時系統(tǒng)根據(jù)遠過流信號翻轉(zhuǎn)點判定故障串發(fā)現(xiàn)兩串線路故障點與變電站1距離相等，所以變電站1中斷路器甲斷開并斷開負荷開關1，然后負荷開關11與負荷開關6合閘，系統(tǒng)恢復正常供電。系統(tǒng)動作過后供電系統(tǒng)縮略圖如圖4所示：

b 當具體線路中故障時動作過程如同K型站并倉情況一致。系統(tǒng)通過最遠過流信號翻轉(zhuǎn)點判定故障串原理，能快速準確的切除故障線路，實現(xiàn)線路恢復供電，縮短了用戶等待時間，給供電系統(tǒng)維護人員提供了便利。

4 結(jié)論

能對饋線運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。正常情況下，供電系統(tǒng)的狀態(tài)檢測量以及開關設備的運行狀態(tài)都可以實時監(jiān)控。檢測設備就是饋線單元即FTU，這些狀態(tài)量可以經(jīng)過規(guī)約送入任一級配電SCADA系統(tǒng)。出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)監(jiān)控立刻會有信息提示并進行處理。在實際配電自動化中，智能分布式FA的應用，對供電系統(tǒng)的供電情況，電路運行了解充分，能更好的更快的解決問題，并節(jié)省大量的人力財力物力。

能夠縮短用戶等待時間和減少電工排除故障時間。在智能分布式FA投入運營供電系統(tǒng)中，故障一經(jīng)出現(xiàn)，系統(tǒng)能立刻找出故障點并切除故障，同時讓其他無故障部分恢復供電，大大減少了用電居民等待用電時間；同時電工只要直接去故障點解決問題而不用多次排查以確定故障點。

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