配電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用

張笑玲

摘 要：將饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到配電網(wǎng)中，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，另一方面能夠及時(shí)解決配電網(wǎng)中存在的故障，提升供電的穩(wěn)定性。本文在介紹饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)其基本功能及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，并對(duì)饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);饋線(xiàn)自動(dòng)化;電力系統(tǒng)

1 配電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

配電環(huán)節(jié)在整個(gè)電力傳輸系統(tǒng)中占有十分關(guān)鍵的地位，而關(guān)于配電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)探索，則還有著很大的發(fā)展空間。自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)的不斷進(jìn)步，借助于相關(guān)技術(shù)（如計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等）將與電力系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的各方面信息進(jìn)行統(tǒng)一集成，形成相對(duì)完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，進(jìn)而可以實(shí)時(shí)監(jiān)管配網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于配電管理工作的自動(dòng)化與信息化，最終有效保障電力工作。需要看到的是，配電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化在這其中扮演了十分重要的角色，它能夠有效降低電網(wǎng)故障率，縮短故障恢復(fù)時(shí)間，提升電力供應(yīng)質(zhì)量。另外，配電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化在功能上主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：一是對(duì)于實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)可以進(jìn)行有效監(jiān)測(cè);二是對(duì)于故障可以加以定位、隔離，以及自動(dòng)恢復(fù)供電。

2 饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)分析

2.1 饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的基本功能

一般來(lái)說(shuō)，饋線(xiàn)自動(dòng)化（FA）技術(shù)能夠滿(mǎn)足自身線(xiàn)路定位、故障檢測(cè)、故障隔離、以及供電恢復(fù)等相關(guān)功能。在實(shí)踐應(yīng)用中，該技術(shù)方法借助于開(kāi)關(guān)操作等手段，充分發(fā)揮智能科技的便利優(yōu)勢(shì)，可以取得十分理想的效果。具體而言：一方面體現(xiàn)在故障處理過(guò)程高效迅速，另一方面則不會(huì)對(duì)配電網(wǎng)本身造成過(guò)多損害;因此，基于城市配電網(wǎng)的實(shí)際特征，F(xiàn)A技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性。應(yīng)該看到的是，在光纖、GPRS等技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程中，饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)在成本與可靠性等多方面都有了明顯提升，特別是光纖以太網(wǎng)模式憑借自身性能及成本等方面的優(yōu)勢(shì)，在推廣與普及程度上都尤為突出。具體分析來(lái)說(shuō)：該技術(shù)借助以太網(wǎng)形式來(lái)連接FTU、主站與子站，基于光纖通訊本身遠(yuǎn)程高速的便利，依托主網(wǎng)、子網(wǎng)間通信傳輸組網(wǎng)功能，達(dá)到數(shù)據(jù)信息分組交換目的，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)快速的進(jìn)行傳遞，實(shí)現(xiàn)操作速率提升。另一方面，依托于以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，能夠通過(guò)網(wǎng)橋（路由器）達(dá)到IP層設(shè)備信息路由，或是通過(guò)子站交換數(shù)據(jù)，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)互連的目的，進(jìn)而有效帶動(dòng)配電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化操作效率提升。

2.2 饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)包括以下兩點(diǎn)。

其一，故障診斷流程。電力部門(mén)采用饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)，主要是為了處理故障問(wèn)題，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，這種技術(shù)具有一定的可靠性，有助于提高電力部門(mén)的工作效率，饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)可以根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況，對(duì)多種故障形式進(jìn)行分析，并及時(shí)在線(xiàn)處理，避免對(duì)線(xiàn)路造成沖擊傷害。而故障診斷流程的原則是，以配電網(wǎng)終端為根本目標(biāo)，對(duì)相關(guān)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行故障檢測(cè)，以子站作為控制中心，并負(fù)責(zé)對(duì)饋線(xiàn)線(xiàn)路的故障分析、確定位置、及時(shí)隔離，為了有效縮小故障影響范圍，還應(yīng)制定出非故障區(qū)域的供電方案，從根本上保證正常供電。而如果子站不能對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行處理，應(yīng)及時(shí)上報(bào)給主站，并由主站提供處理方案。因此，可以分為以下幾個(gè)饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程：首先，子站需及時(shí)將故障信息和解決方案?jìng)魉徒o主站，使主站可以全面了解故障信息。其次，如果對(duì)故障問(wèn)題分析后，故障問(wèn)題需要多個(gè)子站共同完成時(shí)，則由主站負(fù)責(zé)與其他子站協(xié)調(diào)。再次，根據(jù)故障具體情況，選擇合適的干預(yù)方式，在小型配電網(wǎng)故障中，如果故障問(wèn)題十分復(fù)雜，可以采用人工和設(shè)備聯(lián)合干預(yù)方法。最后，在人工聯(lián)合干預(yù)中，應(yīng)該制定多種故障分析方案，再由相關(guān)人員選擇最佳方案，對(duì)故障進(jìn)行排除和處理，保證在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常供電。

其二，故障識(shí)別的自動(dòng)化技術(shù)。饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)能夠準(zhǔn)確對(duì)故障分析和處理，這與FTU有著密不可分的聯(lián)系，是由于FTU具有判斷故障類(lèi)型、識(shí)別信號(hào)數(shù)據(jù)功能，可以將電流瞬間值作為故障判斷依據(jù)，如果線(xiàn)路發(fā)生相間短路現(xiàn)象，F(xiàn)TU就會(huì)采樣到電流的變化情況，并以此作為故障判斷依據(jù)，一般情況下，在故障發(fā)生30ms之內(nèi)就能作出準(zhǔn)確判斷，為電力部門(mén)提供最佳的解決時(shí)間。而如果出現(xiàn)單項(xiàng)接地故障時(shí)，采用這種模式就很難保證準(zhǔn)確度，只有饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)利用拉赫開(kāi)關(guān)排除方式，才能對(duì)這種故障進(jìn)行判斷，保證單項(xiàng)接地故障的準(zhǔn)確性。

3 電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 FTU和DTU的故障處理

在實(shí)際應(yīng)用FA技術(shù)時(shí)，饋線(xiàn)終端主要所起到的作用就是操作執(zhí)行。具體而言，借助于采樣分析手段，自動(dòng)化系統(tǒng)終端FTU/DTU達(dá)成判斷功能，并處理子站故障。在運(yùn)用過(guò)程中，饋線(xiàn)終端會(huì)首先接收到來(lái)自于主站所提供的故障情況信息（如：電力、電壓等特征量參數(shù)），然后再通過(guò)比較于采樣值，掌握故障問(wèn)題的性質(zhì)、類(lèi)型等具體情況，最后加以有效的處理。

3.2 對(duì)于架空線(xiàn)路的故障處理

在針對(duì)架空線(xiàn)路方面，相應(yīng)的自動(dòng)化處理是基于柱上FTU配合柱上開(kāi)關(guān)、主站、子站等來(lái)共同加以實(shí)現(xiàn)的。具體來(lái)說(shuō)：FTU主要用于故障檢測(cè);FTU配合子站能夠有效實(shí)現(xiàn)定位功能;而基于FTU、主站、子站等，則可以滿(mǎn)足故障隔離、供電恢復(fù)等相關(guān)操作要求。例如，在某實(shí)際電力案例中，要看架空線(xiàn)路的兩條手拉手架空線(xiàn)是否是由同一變電站進(jìn)行供電。若是，則一個(gè)配電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的子站就可以用于監(jiān)控所有開(kāi)關(guān)（如：分段開(kāi)關(guān)、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)等），并且，它同時(shí)也能夠滿(mǎn)足故障隔離、供電恢復(fù)等相關(guān)操作要求;若不是，則需要有兩個(gè)系統(tǒng)子站分別監(jiān)控兩條架空線(xiàn)路，以及其故障處理、供電恢復(fù)等相關(guān)操作。

3.3 故障檢測(cè)過(guò)程中的時(shí)間分配

在配電網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，時(shí)間分配包括以下幾個(gè)方面：其一，針對(duì)永久性故障問(wèn)題，判斷時(shí)間大概為3-5s，例如：要是架空線(xiàn)路出現(xiàn)故障時(shí)，變電站就會(huì)完成保護(hù)動(dòng)作和自動(dòng)重合操作，如果并未解決故障問(wèn)題，就視為存在永久性故障。其二，子站負(fù)責(zé)對(duì)故障信息收集，要是使用直接收集模式，收集時(shí)間就在5-10s之內(nèi)，如果使用RTU轉(zhuǎn)發(fā)模式，則需要10-15s的時(shí)間。其三，子站自動(dòng)化定位的時(shí)間大概為1s，對(duì)故障隔離的時(shí)間是2-3s。其四，當(dāng)主站接收到子站相關(guān)故障信息，并確定最佳的解決方案時(shí)，完成這一操作需5s左右的時(shí)間。其五，主站恢復(fù)正常供電的時(shí)間約為3-6s，其中每個(gè)開(kāi)關(guān)的恢復(fù)時(shí)間在2s左右，一般情況下，只要恢復(fù)1-3個(gè)開(kāi)關(guān)就能恢復(fù)供電。從饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的時(shí)間分配來(lái)看，通常在幾秒左右的時(shí)間內(nèi)，就可以完成故障處理、恢復(fù)供電等工作，切實(shí)提高了配電網(wǎng)故障的處理效率。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在2017年時(shí)，某地區(qū)應(yīng)用了這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，在對(duì)故障問(wèn)題分析和處理時(shí)，只用10min的時(shí)間就實(shí)現(xiàn)故障隔離等一系列操作，從根本上降低了安全隱患，不僅避免配電網(wǎng)事故的發(fā)生，還保證了電力部門(mén)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)供電質(zhì)量的要求逐漸提高，如何保障配電網(wǎng)的運(yùn)行是當(dāng)前急需思考的重要問(wèn)題。通過(guò)以上分析能夠看到，將饋線(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到配電網(wǎng)中具有重要意義和價(jià)值，有效提高了故障處理的自動(dòng)化水平。

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