10 kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化的實(shí)用化研究

李德科

摘 要：饋線自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線路故障的自動(dòng)定位與隔離，并恢復(fù)正常線路的供電。這對(duì)減少配電網(wǎng)故障停電時(shí)間，提高供電可靠性具有重要意義。根據(jù)對(duì)故障進(jìn)行隔離以及恢復(fù)供電的方式的不同，可將饋線自動(dòng)化分為就地控制、集中控制和智能控制等模式。分析了各種饋線自動(dòng)化的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)了各種模式的應(yīng)用場(chǎng)合。

關(guān)鍵詞：饋線自動(dòng)化；就地控制；集中控制；智能控制

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.23.154

饋線自動(dòng)化能對(duì)線路正常狀態(tài)以及事故狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)還具有四遙、自動(dòng)投切電容器組等功能。最重要的應(yīng)用是，10 kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化能在線路發(fā)生故障后，對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)定位，并將故障區(qū)域隔離開，恢復(fù)正常區(qū)段的供電，以降低故障停電對(duì)用戶的影響。根據(jù)對(duì)故障進(jìn)行隔離以及恢復(fù)供電的方式，饋線自動(dòng)化模式往往不一樣。本文對(duì)各種饋線自動(dòng)化模式的特點(diǎn)進(jìn)行研究，并對(duì)其實(shí)用性進(jìn)行總結(jié)。

1 配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化的模式

1.1 饋線自動(dòng)化就地控制模式

就地控制模式指的是對(duì)故障采取就地處理的方式，它采集就地電流、電壓的變化，由重合器或分段器根據(jù)設(shè)定的邏輯依次動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障的判斷與隔離，并恢復(fù)正常線路的供電。在整個(gè)處理過程中，就地控制模式不需要主站系統(tǒng)的控制。

圖1為電壓就地控制型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)。電壓就地控制型以手拉手環(huán)網(wǎng)為例，S為聯(lián)絡(luò)開關(guān)，通常處于斷開狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)到聯(lián)絡(luò)開關(guān)S一側(cè)帶電而另一側(cè)失電，則經(jīng)一定時(shí)限后閉合。該時(shí)限要足夠長(zhǎng)，躲過線路上重合器、分段器動(dòng)作時(shí)間。聯(lián)絡(luò)開關(guān)S閉合后，為失電側(cè)線路的故障點(diǎn)下游非故障區(qū)段恢復(fù)供電。具體動(dòng)作過程為：如果K1點(diǎn)發(fā)生永久性故障，重合器R1首先跳開，線路1斷電，F(xiàn)DK1、FDK2跳開。經(jīng)延時(shí)后R1重合，再經(jīng)延時(shí)t1后，F(xiàn)DK1合閘于故障K1，立即斷開并閉鎖，不再重合。經(jīng)一段時(shí)間后R1再次重合，R1與FDK1之間線路恢復(fù)供電，而FDK1至聯(lián)絡(luò)開關(guān)S段失電。當(dāng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)S檢測(cè)到線路1側(cè)沒有電壓而線路2側(cè)有電壓，經(jīng)延時(shí)后合閘。隨后經(jīng)延時(shí)t1后FDK2合閘于故障K1，F(xiàn)DK2、FDK3、FDK4、R2跳閘。其中，F(xiàn)DK2閉鎖不再合閘，R2、FDK3、FDK4經(jīng)延時(shí)后依次合閘，F(xiàn)DK2至R2段線路恢復(fù)供電。而FDK1、FDK2都斷開，將故障K1隔離開。采用這種方式可能導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)開關(guān)另一側(cè)正常線路短時(shí)停電。

1.2 集中控制型饋線自動(dòng)化模式

集中控制型饋線自動(dòng)化模式是主站/子站通過通信系統(tǒng)集中收集饋線終端FTU檢測(cè)到的故障信息，啟動(dòng)故障處理程序，對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別與定位以及隔離控制的。整個(gè)過程包含了主站/子站、通信網(wǎng)絡(luò)和FTU 3個(gè)環(huán)節(jié)。以架空環(huán)網(wǎng)為例對(duì)集中控制型饋線自動(dòng)化模式動(dòng)作原理進(jìn)行闡述。當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生永久性接地故障時(shí)，R1斷開并重合于故障再次跳開，主站收到故障檢測(cè)信號(hào)啟動(dòng)故障處理程序。FDK1處的FTU檢測(cè)到故障電流，而FDK2處的FTU沒有檢測(cè)到故障電流，主站判斷接地點(diǎn)在FDK1與FDK2之間，通過自動(dòng)或手動(dòng)遙控將FDK1、FDK2斷開，故障點(diǎn)K1被隔離。最后合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)S，非故障線路段都恢復(fù)正常供電。這種模式對(duì)故障定位準(zhǔn)確，不需重合器多次重合，對(duì)電網(wǎng)沖擊小，但要增加通信網(wǎng)絡(luò)方面的投資。

1.3 智能控制模式

傳統(tǒng)饋線自動(dòng)化對(duì)故障的處理時(shí)間在分鐘級(jí)，而采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等通信技術(shù)，能在數(shù)秒時(shí)間內(nèi)完成故障的處理。它的工作原理為：將重合器R以及FTU都接入以太網(wǎng)，向配網(wǎng)自動(dòng)化主站發(fā)送所有檢測(cè)信息。某一FTU檢測(cè)到故障電流后，主動(dòng)向相鄰FTU發(fā)送故障信息，同時(shí)請(qǐng)求相鄰FTU檢測(cè)信息。每個(gè)FTU將自身檢測(cè)信息與相鄰FTU的檢測(cè)信息進(jìn)行對(duì)比，從而定位出故障，并做出故障隔離、恢復(fù)供電的控制策略。故障處理完成后，F(xiàn)TU將處理信息發(fā)送給主站/子站，整個(gè)故障處理過程中不需要主站/子站的參與。這種方式處理時(shí)間快，有利于提高供電可靠性。由于只使用自身以及相鄰FTU的檢測(cè)信息，不需知道整個(gè)配網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)FTU進(jìn)行整定配置較為簡(jiǎn)單。同時(shí)，這種控制模式對(duì)通信要求較高，造價(jià)不低，相信隨著技術(shù)的發(fā)展以及成本的降低，這種智能控制模式會(huì)有較好的發(fā)展前景。

2 總結(jié)

饋線自動(dòng)化就地控制模式不需要通信，投資相對(duì)較小，可靠性高，實(shí)施方便，主要應(yīng)用于對(duì)供電可靠性要求不高、通信條件不好的配電線路。但由于電纜線路不允許重合，因此這種模式只能應(yīng)用于架空線路。集中控制型饋線自動(dòng)化模式能對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，不需要重合器進(jìn)行多次重合來配合隔離故障，因此不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，同時(shí)適用于架空線路和電纜線路；不足之處在于，這種模式需要建設(shè)通信通道，投資較大，主要適用于對(duì)供電可靠性較高的地區(qū)。智能控制饋線自動(dòng)化模式采用終端與終端之間使用對(duì)等通信網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速故障處理，適用于重要負(fù)荷的線路，雖然目前應(yīng)用得不多，但相信隨著技術(shù)的發(fā)展會(huì)逐漸被推廣使用。

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〔編輯：劉曉芳〕