配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用

呂根

摘要：近年來，配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展迅速，饋線自動(dòng)化作為重要支撐技術(shù)，其應(yīng)用情況直接關(guān)系到整個(gè)配網(wǎng)的運(yùn)行?；诖?，合理布置饋線自動(dòng)化技術(shù)方案，提高其運(yùn)行水平，對(duì)于保證配電網(wǎng)的安全可靠性具有重要意義，本文圍繞此展開具體分析。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；饋線；自動(dòng)化技術(shù)

1饋線自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀

縱觀國內(nèi)各大電網(wǎng)公司可知，其在10kV架空線路網(wǎng)架領(lǐng)域，最為常見的當(dāng)屬單放射型以及“2-1”聯(lián)絡(luò)型兩種，可以發(fā)現(xiàn)二者的主干線路均配有若干分支，同時(shí)分支再次得以細(xì)分，這在很大程度上能夠提升線路的復(fù)雜度，同時(shí)任何一條分支出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致全條饋線出現(xiàn)停電現(xiàn)象，因此需要對(duì)饋線自動(dòng)化展開進(jìn)一步研究，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)可以精準(zhǔn)地識(shí)別故障并將其從線路中隔離，從而將停電時(shí)間降低至數(shù)秒內(nèi)?？傮w來說，當(dāng)下國內(nèi)饋線自動(dòng)化已經(jīng)取得一些進(jìn)展，在主站系統(tǒng)以及智能配電終端領(lǐng)域技術(shù)已經(jīng)較為成熟，然而故障的識(shí)別、定位以及隔離等方面依然擁有較大的進(jìn)步空間。實(shí)施饋線自動(dòng)化后，其主要目的便是提升故障的識(shí)別、定位以及隔離效率，盡可能縮小停電范圍，減少停電時(shí)間。

2饋線自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

2.1故障診斷流程

故障處理最為饋線自動(dòng)化技術(shù)的主要功能，在系統(tǒng)中主要是通過智能集中與智能分布相結(jié)合的形式所實(shí)現(xiàn)的。這種技術(shù)形式和以往的重合閘形式相比更具可靠性、靈活性，可根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)、結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)情況，在線進(jìn)行故障診斷，并掌握故障的變化情況，能夠?qū)Π伨€線路故障、瞬時(shí)或永久故障、一環(huán)多次、多線路同時(shí)等多種形式的故障進(jìn)行在線處理，避免了以往重合閘操作的方式故障處理模式對(duì)線路的震蕩及沖擊損害。

故障的診斷流程主要為技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程原則為：以配電網(wǎng)終端作為基礎(chǔ)進(jìn)行故障檢測(cè)—以子站作為區(qū)域的控制中心—以主站作為集中管理的中心。這其中通過子站負(fù)責(zé)所在區(qū)域的饋線故障查詢、分析、位置確定、上報(bào)以及當(dāng)?shù)氐募皶r(shí)隔離，同時(shí)為了降低故障帶來的影響，需要通過計(jì)算分析為非故障區(qū)域提供供電方案，保證供電正常。如果子站不能對(duì)故障部分實(shí)現(xiàn)成功隔離，需要及時(shí)將故障上報(bào)到主站中，由主站負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)，計(jì)算處理方案。具體分為以下幾個(gè)饋線自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程。

（1）由子站發(fā)出故障信息與處理結(jié)果，傳送至主站，使主站及時(shí)掌握故障情況。

（2）如果經(jīng)分析計(jì)算，得出故障恢復(fù)與配電網(wǎng)重構(gòu)不能僅由某個(gè)子站所實(shí)現(xiàn)，而是需要多子站共同協(xié)調(diào)完成的結(jié)論，那么需要由主站協(xié)調(diào)多子站共同操作，以多子站聯(lián)動(dòng)機(jī)制處理故障。

（3）故障處理需根據(jù)故障實(shí)際情況，選取適宜的干預(yù)方式，如針對(duì)小型配電網(wǎng)中的小型故障，可由系統(tǒng)完全自動(dòng)化排除故障，如果故障較為復(fù)雜，則需要采用自動(dòng)及人工方式聯(lián)合干預(yù)。

（4）在自動(dòng)與人工聯(lián)合干預(yù)的模式中，先由根據(jù)故障診斷等進(jìn)行計(jì)算，提供多種故障排除備選方案，再由操作人員選取最佳方案進(jìn)行故障排除、隔離與恢復(fù)供電。

2.2故障識(shí)別的自動(dòng)化技術(shù)

對(duì)于故障識(shí)別，在配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，F(xiàn)TU模塊主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)故障類型以及相關(guān)信息數(shù)據(jù)的識(shí)別工作，并以FTU中的采樣電流利用電流瞬時(shí)值作為故障的判別依據(jù)。例如：如果配電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)零序功率分量會(huì)與會(huì)與和正常電路的相位呈現(xiàn)相反的情況，同時(shí)沒有發(fā)生故障的相位，其電壓會(huì)是發(fā)生故障相位電壓的1.5倍以上，由此系統(tǒng)可以判定配電網(wǎng)出現(xiàn)了單相接地故障。由于我國現(xiàn)階段，大部分配電網(wǎng)都采用了中性點(diǎn)不接地等零序分量幅值小的模式，給單相接地故障的判斷增大了難度。因此，配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，還可以在主站中增加開關(guān)操作序列等功能，利用拉赫開關(guān)排除法，提高識(shí)別單向接地故障的準(zhǔn)確性。

3配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

3.1 FTU/DTU的故障處理

自動(dòng)化系統(tǒng)終端FTU/DTU以電流、電壓實(shí)時(shí)分析采樣的方式，實(shí)現(xiàn)判斷包括故障的性質(zhì)、數(shù)據(jù)信號(hào)、故障數(shù)據(jù)、信息上報(bào)等功能，同時(shí)還可進(jìn)行子站的故障處理操作，簡(jiǎn)而言之，饋線終端在FA技術(shù)運(yùn)用的過程中扮演著操作執(zhí)行者的身份。由主站系統(tǒng)向饋線終端提供故障發(fā)生時(shí)包括電力、電壓等各類特征量參數(shù)，饋線終端對(duì)比采樣值和特征量，以此判定故障性質(zhì)及類型，并實(shí)施相應(yīng)的故障處理工作。

3.2架空線路的故障處理

柱上FTU與柱上開關(guān)、系統(tǒng)子站、主站等相配合，共同完成架空線路的故障自動(dòng)化檢測(cè)。其中故障檢測(cè)石油FTU所負(fù)責(zé)，定位則有FTU與子站共同協(xié)作所完成，故障隔離、供電恢復(fù)需要由FTU、子站、主站等共同配合所完成。以某電力網(wǎng)絡(luò)架空線路為例，該線路上兩條手拉手架空線其供電來源均為一所變電站，即包括聯(lián)絡(luò)、分段在內(nèi)的所有開關(guān)都是由一個(gè)配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的子站所負(fù)責(zé)監(jiān)控，那么包括故障隔離、供電恢復(fù)等操作均是此子站所完成。如果這兩條手拉手架空線路不是一個(gè)變電站提供供電來源，那么這兩條架空線路則是分別由系統(tǒng)子站A、B分別監(jiān)控，并分別負(fù)責(zé)架空線路的故障處理、恢復(fù)供電等操作。

3.3配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用過程中的時(shí)間分配

電力系統(tǒng)當(dāng)中常見的故障可以歸納為兩種：永久性故障和主干線路故障。以架空線路為例，當(dāng)其出現(xiàn)永久性故障的時(shí)候，相關(guān)的變電站會(huì)對(duì)其進(jìn)行斷電保護(hù)動(dòng)作，并嘗試通電，此過程大約需要3到5秒的時(shí)間。如果在此過程中通電不能成功，那么則判斷配電網(wǎng)出現(xiàn)了主干線路故障。配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的子站將承擔(dān)對(duì)變電站的保護(hù)動(dòng)作信息，跳閘信息等故障的收集工作。在對(duì)故障發(fā)生的位置進(jìn)行定位時(shí)，所分配的時(shí)間大約為1秒。如果采用RTU對(duì)采集到的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，所分配的時(shí)間大約為3到5秒時(shí)間。由主站實(shí)施供電恢復(fù)大約需要3～6s，主要通常每個(gè)開關(guān)的恢復(fù)在2s左右，大多數(shù)情況恢復(fù)1～3個(gè)開關(guān)即可實(shí)現(xiàn)供電恢復(fù)。這樣利用配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化技術(shù)，從實(shí)現(xiàn)故障的監(jiān)測(cè)、定位以及隔離回復(fù)，大約需要幾分鐘的時(shí)間就可以完成，極大的提高了配電網(wǎng)故障的檢修效率。

4結(jié)束語

在社會(huì)發(fā)展新時(shí)期，我國對(duì)電力的需求不斷增加，在這種形勢(shì)下，我們必須提高配電網(wǎng)運(yùn)行的水平。在配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，饋線自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提高了配網(wǎng)故障的處理效率，對(duì)于配電網(wǎng)的安全高效運(yùn)行具有重大意義。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化模式不斷改進(jìn)，向著更加智能化的方向發(fā)展，提高了故障處理的自動(dòng)化水平，縮短了恢復(fù)供電的時(shí)間，在更大程度上提高了配電網(wǎng)供電的可靠性，使配電網(wǎng)能夠更好地為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人們的生產(chǎn)生活提供電力服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱國恒. 配網(wǎng)饋線自動(dòng)化的研究及其在番禺配電網(wǎng)的應(yīng)用[D].華南理工大學(xué)，2010.

[2]蘇國志. 基于面保護(hù)配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化的研究[D].遼寧工業(yè)大學(xué)，2014.

（作者單位：國網(wǎng)天津市電力公司寶坻供電分公司）