區(qū)域配電網(wǎng)故障自動(dòng)化動(dòng)作過程分析

孫云才

國網(wǎng)山東省電力公司蒙陰縣供電公司 山東蒙陰 276200

1 饋線自動(dòng)化模式

1.1 集中型FA

主站系統(tǒng)根據(jù)各配電終端檢測到的故障報(bào)警，結(jié)合變電站、開關(guān)站等的繼電保護(hù)信號、開關(guān)跳閘等故障信息，啟動(dòng)故障處理程序，確定故障類型和發(fā)生位置。主站系統(tǒng)下令實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段隔離和非故障區(qū)段的恢復(fù)供電。

1.2 電壓-時(shí)間型FA

設(shè)備通過變電站一次重合（重合時(shí)間為1S）配合，“電壓-時(shí)間型”分段開關(guān)就地完成故障區(qū)段的判定及隔離，故障區(qū)段隔離后主站系統(tǒng)遙控變電站出線開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘，完成非故障區(qū)段的恢復(fù)供電[1]。

2 FA動(dòng)作必要條件、邏輯

（1）站內(nèi)設(shè)備動(dòng)作信息（保護(hù)動(dòng)作信息、事故總、開關(guān)變位信息）。如果系統(tǒng)先收到站內(nèi)開關(guān)變位信息，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)等待保護(hù)信息5秒鐘，待保護(hù)信息完全上傳后FA才會(huì)啟動(dòng)，如果5秒內(nèi)沒有收集全FA自動(dòng)取消。（2）如收到保護(hù)信息，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)等待開關(guān)變位信息30秒，若30秒內(nèi)沒有收到開關(guān)變位信息FA自動(dòng)取消。該邏輯是避免站內(nèi)開關(guān)手動(dòng)操作觸發(fā)FA動(dòng)作。（3）FA啟動(dòng)后系統(tǒng)會(huì)在30秒時(shí)間內(nèi)收集該線路智能開關(guān)動(dòng)作信息，所有的開關(guān)動(dòng)作信息必須在30秒時(shí)間內(nèi)上送完成，在30秒后收到的信息系統(tǒng)將不采用，這就是為什么區(qū)間有時(shí)候判定不正確的原因。（4）啟動(dòng)后會(huì)篩選該線路FA啟動(dòng)前3分鐘以內(nèi)，所有智能設(shè)備上傳的保護(hù)信息作為參考，作為區(qū)間判斷依據(jù)。

3 饋線自動(dòng)化功能及動(dòng)作過程分析

3.1 故障定位

系統(tǒng)根據(jù)配電終端傳送的故障信息，快速定位故障區(qū)段，并在配調(diào)工作站上自動(dòng)推圖，以醒目方式顯示故障發(fā)生點(diǎn)及相關(guān)信息。

3.2 故障區(qū)段隔離

對于瞬時(shí)故障，若變電站出線開關(guān)重合成功，恢復(fù)供電，則不啟動(dòng)故障處理，只報(bào)警和記錄相關(guān)事項(xiàng)。對于永久性故障，變電站出線開關(guān)重合不成功后，則啟動(dòng)故障處理。系統(tǒng)根據(jù)故障定位結(jié)果確定隔離方案，故障隔離自動(dòng)或經(jīng)調(diào)度員確認(rèn)后進(jìn)行。

3.3 非故障區(qū)段恢復(fù)供電

非故障區(qū)段恢復(fù)供電故障處理過程可選擇自動(dòng)方式或人機(jī)交互方式進(jìn)行，執(zhí)行過程中允許單步執(zhí)行，也可在連續(xù)執(zhí)行時(shí)人工暫停執(zhí)行。以10kV城關(guān)線-市政I線為例說明“集中型”饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)原理。主站系統(tǒng)也能支持電壓-時(shí)間型FA。如圖1所示。城關(guān)線與市政I線聯(lián)絡(luò)，兩條線均為架空線路。主線開關(guān)選用FZW28-12分段開關(guān)(FTU)，具備故障檢測功能、保護(hù)控制功能和通信功能。支線選用FJW28-12分界開關(guān)(FTU)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切除被控支線的單相接地故障和自動(dòng)隔離被控支線的相間短路故障。

圖1 “集中型”饋線自動(dòng)化典型案例

當(dāng)B區(qū)發(fā)生短路故障時(shí)：（1）變電站10kV出線斷路器K1檢測到故障電流分閘。（2）分段1開關(guān)檢測到電流超限及持續(xù)失壓，產(chǎn)生故障遙信并上傳至主站。（3）主站收到K1開關(guān)變位及分段1的故障信號后，將故障點(diǎn)定位在分段1和分段2之間，并將信息傳給子站。（4）子站發(fā)出遙控分閘指令，分開分段1和分段2開關(guān)，將故障區(qū)段隔離。（5）子站遙控令K1和聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘恢復(fù)A區(qū)和C區(qū)正常供電。

當(dāng)C區(qū)發(fā)生永久性故障時(shí)：（1）變電站10kV出線斷路器K1檢測到故障后分閘。（2）安裝于分段2開關(guān)檢測到電流超限及持續(xù)失壓，產(chǎn)生故障遙信并上傳至主站。（3）主站收到K1開關(guān)變位及分段2開關(guān)的故障信號后，將故障點(diǎn)定位在分段2和聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間，并將信息傳給子站。（4）子站發(fā)出遙控分閘指令，分開分段2開關(guān)，將故障隔離。（5）隔離成功后，主站發(fā)出遙控合閘指令，合上出口斷路器K1及分段1開關(guān)，恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。

以市政I線支線側(cè)發(fā)生故障為例，說明支線側(cè)饋線自動(dòng)化的基本原理。如圖2所示，城關(guān)線、市政I線為架空線路，F(xiàn)FK開關(guān)為分界負(fù)荷開關(guān)。

圖2 用戶側(cè)饋線自動(dòng)化典型案例

當(dāng)H區(qū)發(fā)生相間短路故障時(shí)：

故障發(fā)生后，變電站10kV出線斷路器K2檢測到故障電流分閘。FFK分界負(fù)荷開關(guān)在K2分閘后快速進(jìn)行分閘，隔離故障。 變電站出線斷路器K2分閘1S后，重合閘成功、恢復(fù)供電。

4 結(jié)語

通過配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)能實(shí)現(xiàn)以下效果：一是提高供電可靠性。通過饋線自動(dòng)化的實(shí)施，大幅度減少非故障線段供電恢復(fù)時(shí)間及故障查找時(shí)間，通過在用戶產(chǎn)權(quán)線路應(yīng)用分界開關(guān)，確保用戶故障不影響配電線路運(yùn)行。二是減少綜合線損，提高電壓合格率。通過一次網(wǎng)架優(yōu)化和改造，縮短線路供電半徑，通過配電自動(dòng)化信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測，合理調(diào)整負(fù)荷側(cè)設(shè)備的運(yùn)行方式，優(yōu)化配電線路負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少線路理論線損，提高了電壓合格率。三是優(yōu)化一次網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。通過一次網(wǎng)架優(yōu)化和改造，實(shí)施區(qū)域配電網(wǎng)線路應(yīng)滿足供電安全N-1準(zhǔn)則要求，形成以“三遙”為主的配電自動(dòng)化模式。