配網(wǎng)饋線自動(dòng)化的研究與優(yōu)化

摘要：隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化成為配電自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。并在配電自動(dòng)化運(yùn)行中直接影響其工作效率。所以，非常有必要對(duì)配網(wǎng)饋線自動(dòng)化展開(kāi)深入研究，對(duì)其運(yùn)行過(guò)程不斷優(yōu)化。使配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)可以安全、平穩(wěn)、高效的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);饋線自動(dòng)化;優(yōu)化

配網(wǎng)屬于電力系統(tǒng)中可以對(duì)用戶(hù)用電產(chǎn)生影響的部分。調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)大面積停電的原因都與配網(wǎng)突發(fā)故障有關(guān)。為有效規(guī)避此問(wèn)題的發(fā)生，可嘗試?yán)眉夹g(shù)提升供電的穩(wěn)定性——構(gòu)建配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)。

一、配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)概述

（一）配網(wǎng)饋線的定義

配電網(wǎng)自動(dòng)化屬于龐大的運(yùn)行系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是功能齊全，饋線自動(dòng)化系統(tǒng)屬于配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的子系統(tǒng)。但是基于電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)講，饋線自動(dòng)化系統(tǒng)可以獨(dú)立存在，同時(shí)，很多城市已經(jīng)完成了配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用[1]。

（二）配網(wǎng)饋線自動(dòng)化的形式

饋線自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用頻率最高的兩種形式是：集中型饋線自動(dòng)化形式;就地型饋線自動(dòng)化形式。其中后者的細(xì)分子類(lèi)較多，具有代表性的是重合器型饋線自動(dòng)化形式。在饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中，集中型饋線自動(dòng)化比較有特點(diǎn)，這里講的“集中”指配網(wǎng)主站與終端之間達(dá)成的協(xié)作與配合工作[2]。利用通信系統(tǒng)完成對(duì)終端信息的主站上傳，待主站完成信息接收后，對(duì)信息展開(kāi)分析，以信息分析結(jié)果為依據(jù)判定故障所處線路的區(qū)間位置，最后對(duì)線路故障進(jìn)行必要的隔離處理。

以下以具有代表性的饋線結(jié)構(gòu)為例，對(duì)處理的過(guò)程詳細(xì)說(shuō)明。某地變電站A以CB1為媒介實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線的電能供給，饋線沿線采用分段開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，共設(shè)置三個(gè)開(kāi)關(guān)，依次為F1開(kāi)關(guān)，F(xiàn)2開(kāi)關(guān)，F(xiàn)3開(kāi)關(guān)。某地變電站B以CB2為媒介實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線的電能供給，饋線沿線同樣采用分段開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，共設(shè)置三個(gè)開(kāi)關(guān)，依次為F6開(kāi)關(guān)，F(xiàn)5開(kāi)關(guān)，F(xiàn)4開(kāi)關(guān)。其中F3開(kāi)關(guān)與F4開(kāi)關(guān)之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)——L1開(kāi)關(guān)。

模擬故障：F2開(kāi)關(guān)，F(xiàn)3開(kāi)關(guān)之間的線路突發(fā)故障，該條線路的電能供給是由A變電站負(fù)責(zé)。此次故障中，電流會(huì)流經(jīng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)，分別是F1開(kāi)關(guān)和F2開(kāi)關(guān)，并會(huì)向終端傳遞故障告警。F3開(kāi)關(guān)因?yàn)闆](méi)有通過(guò)故障電流所以未受影響，也不會(huì)向外傳遞故障信號(hào)[3]。當(dāng)故障發(fā)生后，變電站繼電器會(huì)通過(guò)跳閘方式對(duì)自身進(jìn)行保護(hù)，此時(shí)CB1跳開(kāi)，饋線自動(dòng)化主站會(huì)結(jié)合收到的故障警告完成故障位置的判定，最終將故障界定與F2開(kāi)關(guān)與F3開(kāi)關(guān)之間，并采取有效的故障隔離處理，將F2開(kāi)關(guān)與F3開(kāi)關(guān)分開(kāi)。最后進(jìn)行合閘，依次是出線開(kāi)關(guān)CB1與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)L1。實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)以外區(qū)域的供電恢復(fù)。集中型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)可以完成上述的所有操作，同時(shí)還可以對(duì)自動(dòng)化控制自由切換。例如執(zhí)行半自動(dòng)化控制。當(dāng)故障發(fā)生后，集中型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)僅對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行提示，不做斷開(kāi)與合閘處理，后續(xù)操作可以結(jié)合實(shí)際故障，人工完成后續(xù)的故障處理。

就地型饋線自動(dòng)化明顯不同于集中型饋線自動(dòng)化。具體運(yùn)行過(guò)程不涉及主站與終端間的通信。其中重合器型饋線自動(dòng)化技術(shù)是以重合器技術(shù)、分段器技術(shù)為基礎(chǔ)，持續(xù)發(fā)展而來(lái)，以終端間的邏輯配合實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的有效隔離。這里所講的終端間的邏輯配合指電壓與時(shí)間之間的邏輯，為達(dá)成兩者間的此邏輯，對(duì)饋線線路中的所有開(kāi)關(guān)功能都有較高要求[4]。還以上文變電站A為例，出線開(kāi)關(guān)CB1必需滿(mǎn)足特殊功能——重合閘，F(xiàn)1開(kāi)關(guān)、F2開(kāi)關(guān)、F3開(kāi)關(guān)同樣需要滿(mǎn)足特殊功能——失壓分閘功能、有壓延時(shí)合閘功能、相應(yīng)閉鎖功能。

模擬故障：F2開(kāi)關(guān)，F(xiàn)3開(kāi)關(guān)間突發(fā)永久性故障，故障發(fā)生后CB1開(kāi)關(guān)為保護(hù)繼電器自動(dòng)跳閘。當(dāng)饋線全線沒(méi)有電流時(shí)，失壓分閘功能將被啟動(dòng)，將F1開(kāi)關(guān)、F2開(kāi)關(guān)、F3開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)。在重合閘實(shí)施了延時(shí)設(shè)計(jì)后，會(huì)使CB1開(kāi)關(guān)重復(fù)合閘動(dòng)作，F(xiàn)1開(kāi)關(guān)，F(xiàn)2開(kāi)關(guān)、F3開(kāi)關(guān)會(huì)依次按照預(yù)先設(shè)定完成合閘處理。當(dāng)F2開(kāi)關(guān)閉合后，故障不會(huì)消失，此時(shí)CB1開(kāi)關(guān)會(huì)做分閘處理，進(jìn)而影響F2開(kāi)關(guān)，因失壓閉鎖，F(xiàn)3開(kāi)關(guān)感應(yīng)到殘壓后閉鎖，CB1開(kāi)關(guān)實(shí)施二次重合后，F(xiàn)1開(kāi)關(guān)按預(yù)先設(shè)定完成合閘。此時(shí)故障點(diǎn)左側(cè)的供電將被恢復(fù)。故障點(diǎn)右側(cè)需要人工對(duì)L1開(kāi)關(guān)合閘后恢復(fù)供電。

（三）饋線自動(dòng)化的功能體現(xiàn)

饋線自動(dòng)化主要有兩方面的功能體現(xiàn)：第一，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控;第二，及時(shí)、有效的隔離故障與恢復(fù)供電。

第一，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控。饋線自動(dòng)化技術(shù)的主要供能體現(xiàn)在對(duì)電路運(yùn)行情況的監(jiān)控，將運(yùn)行過(guò)程中的電壓等相關(guān)變化信息進(jìn)行收集，完成信息的及時(shí)反饋，幫助電力工作人員及時(shí)確定故障位置[5]。配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到了較高的自動(dòng)化程度，可以自行處理供電故障，完成一系列動(dòng)作——確定故障點(diǎn)、斷開(kāi)處理、合閘供電。

第二，及時(shí)、有效的隔離故障與恢復(fù)供電。配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)可以對(duì)運(yùn)行故障準(zhǔn)確定位，并及時(shí)斷開(kāi)故障區(qū)域的供電，有效保護(hù)了相關(guān)的供電設(shè)備，使其不受損壞。除此之外，該自動(dòng)化系統(tǒng)還能完成自動(dòng)合閘動(dòng)作，及時(shí)有效的恢復(fù)供電，為用戶(hù)的穩(wěn)定用電做出了巨大貢獻(xiàn)。

二、優(yōu)化配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的有效策略

（一）對(duì)饋線的自動(dòng)化調(diào)試模式實(shí)施優(yōu)化

正式運(yùn)行集中型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)前，需為其運(yùn)行提供適宜環(huán)境——完成相關(guān)功能的調(diào)試工作，確保相關(guān)功能處于正常狀態(tài)。結(jié)合上文論述，集中型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行需要多環(huán)節(jié)的配合，對(duì)運(yùn)行條件要求較高，包括裝置對(duì)時(shí)的高要求、通信的高要求、配合協(xié)調(diào)要求等。制定的調(diào)試方案必定非常復(fù)雜，除要求電力人員專(zhuān)業(yè)技能扎實(shí)、全面外，更要求設(shè)備狀態(tài)良好。整個(gè)調(diào)試過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，直接導(dǎo)致集中型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)投入使用困難。即便如此，調(diào)試工作必不可少。首先，完成配電終端的檢查，主要對(duì)故障感應(yīng)、故障傳輸功能的檢查，確保突發(fā)故障時(shí)，配電終端可以精準(zhǔn)完成操作指令的下達(dá);其次，對(duì)終端、主站間的通信功能實(shí)施檢查，確?？梢酝瓿尚畔⒌挠行鬏?最后，檢查主站選配的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪m用性。

（二）對(duì)集中型配線的運(yùn)行模式進(jìn)行優(yōu)化：該系統(tǒng)與繼電保護(hù)的配合作業(yè)

饋線自動(dòng)化系統(tǒng)有保護(hù)功能，看似此功能與配電網(wǎng)繼電保護(hù)功能相同，但是兩者實(shí)施的保護(hù)各有作用，不可相互取代。集中型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)比較適用于配網(wǎng)主干線運(yùn)行環(huán)境，需要特別指出的是，配網(wǎng)中的線路復(fù)雜（線路分支多），最困難的是無(wú)規(guī)律可循，如果想完成全覆蓋難度較大。首要困難：配置工作的難度加大;次要困難：相應(yīng)終端設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)工作增多，同時(shí)還有投入大量的人力、物力，運(yùn)行費(fèi)用明顯增加。所以，應(yīng)注重支路與繼電保護(hù)的協(xié)調(diào)配合工作，為配網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供良好環(huán)境。

完成集中型饋線自動(dòng)化控制范圍設(shè)定后，可以嘗試以下優(yōu)化策略：第一，將集中型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)作用于主干線，并在干線路徑設(shè)置負(fù)荷開(kāi)關(guān);第二，利用斷路器對(duì)分支、分界實(shí)施控制，達(dá)成精準(zhǔn)的過(guò)流保護(hù)，將過(guò)流保護(hù)延時(shí)控制在變電站出線開(kāi)關(guān)發(fā)生動(dòng)作以前完成斷路。當(dāng)分支突發(fā)故障，與之對(duì)應(yīng)的分支斷路器會(huì)迅速斷開(kāi)，將故障控制在最小范圍內(nèi)，有效保護(hù)了主干線。當(dāng)主干線突發(fā)故障，變電站會(huì)做出動(dòng)作反應(yīng)——出線開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，完成對(duì)故障段的測(cè)量與處理。

（三）對(duì)就地型饋線自動(dòng)化進(jìn)行優(yōu)化：精準(zhǔn)設(shè)置定值

就地型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境同樣要求較高，特別是延時(shí)配合。當(dāng)時(shí)序配合出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)故障的處理失效。所以，對(duì)各級(jí)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的時(shí)序設(shè)置至關(guān)重要，由此提出優(yōu)化策略如下。第一，某一時(shí)間點(diǎn)僅能有單一開(kāi)關(guān)合閘;第二，實(shí)施優(yōu)先原則，先主線，后支線;第三，遇到多分支要優(yōu)先選擇靠電源點(diǎn)最近的支線;第四，遇到多分支并列要優(yōu)先選擇主分支。除此之外，在實(shí)施開(kāi)關(guān)動(dòng)作定時(shí)設(shè)定時(shí)，要考慮充分，特別是開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能時(shí)間。開(kāi)關(guān)動(dòng)作定值時(shí)，需要將開(kāi)關(guān)的儲(chǔ)能時(shí)間加以考慮[6]。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，電力技術(shù)持續(xù)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)不斷優(yōu)化，會(huì)明顯提升電網(wǎng)運(yùn)行效率，為人們的生活、工作提供穩(wěn)定的用電環(huán)境。本文從定義、形式、功能三個(gè)方面對(duì)配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行概述，并從三個(gè)視角提出了優(yōu)化策略，希望配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)能在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮其最大效能。

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作者簡(jiǎn)介：周濤（1983-08），男，漢族，大專(zhuān)，現(xiàn)任廣東煥泰電力建設(shè)有限公司助理工程師。