10kV饋線自動化在縣域配網中的應用研究

楊振魯

(華北水利水電大學，河南 鄭州 450045)

十年來縣域配網經歷了3 次全國范圍系統的升級改造，目前大部分縣域電網已成功地實施了縣調自動化及變電站（110kV、35kV）自動化，為實現縣域10kV 饋線自動化創造了較好的條件。饋線自動化是指饋線發生故障后，自動、快速檢測出故障并隔離此故障區域，恢復非故障區域正常供電的一種技術。因此使用饋線自動化技術可以很好地解決上述問題，目前根據原理的不同，饋線自動化技術有以下兩種分類：一種是基于自動化開關設備的饋線自動化系統，另一種是基于饋線終端設備(FTU)的饋線自動化系統。

1 基于自動化開關設備的饋線自動化系統

1.1 基于自動化開關設備的饋線自動化系統原理和作用

原理：不依賴于通信，根據短路時出現的短路電流，靠多次重合閘找出故障區段并進行隔離，主要用于輻射線路。

作用：正常供電時，實時檢測饋線干線和支線所有開關電流、電壓情況，能夠實現開關異地或就地的合閘與分閘操作；而發生故障時，自動判斷和隔離饋線故障區段，通過一系列動作恢復非故障區供電。

1.2 自動化開關設備

自動重合器的定義： 所謂重合器就是可以檢測故障電流，具有多次重合功能和自具功能的控制器，在線路正常運行時起到斷路器的作用。

分段器的概念及作用：它是一種與電源側前級開關設備相配合，在發生欠壓或失電的情況下自動分閘的開關設備。它廣泛地應用在配電網線路的分支線或區段線路上，用來隔離永久性故障。

電壓一時間型分段器：電壓一時間型分段器是根據開關兩側電壓有無的時間來調整其動作，一般失壓后會分閘，而加壓后會合閘或直接閉鎖。

1.3 放射式電網的重合式分斷器動作分析

當一條放射式線路的某個區域內發生永久性故障時，分段器記錄下重合器開斷電流的次數(或是開斷電流后延時分閘)，一旦記錄的開斷電流次數等于設定的參數(或延時分閘時間等于設定的參數)，分段器將會進行分閘閉鎖動作，隔離此區域，之后重合器繼續重合，恢復其他線路正常供電；發生瞬時性故障時，重合器重合動作，所記錄的重合器的開斷次數(或所有分閘時間)少于設定的參數，分段器繼續合閘并將記錄的開斷電流次數（累計分閘時間）全部清零，線路恢復正常供電。

2 基于饋線終端設備(FTU)的饋線自動化系統

隨著縣城國民經濟、 社會發展和人民生活用電需求的提高，縣城電網10kV 主干線路越來越多采用環網接線，主網線路開始實現多分段、手拉手供電，這就要求在線路發生故障時，能夠在不斷電的情況下，迅速定位故障，隔離故障并及時恢復供電，同時通過相應的通信通道，實現“四遙”功能（遙控、遙測、遙信、遙調）。因此這種情況下，基于饋線終端設備(FTU)的饋線自動化系統便是很好的選擇。

2.1 基于饋線終端設備(FTU)的饋線自動化系統的原理

原理:FTU 分別采集所對應的柱上負荷開關的數據，如電流、電壓、功率和開關的方位、操作機構情況等，不間斷地將收集數據發送到控制中心，同時接收自動控制中心的命令對應的柱上開關動作，線路發生故障時記錄下故障前后的數據，例如最大故障電流、功率、電壓及故障前的電流等，記錄數據后發送給控制中心，經控制中心解析后確定線路的故障區域并制定恢復供電方案，以遙控方式自動隔離故障恢復供電。

2.2 配網自動化主站及FTU

縣城配電網自動化主站是整個系統的核心，它不僅具有配電網SCADA 功能，還能為DMS 系統應用提供在線和離線支持平臺。

FTU 是整個饋線自動化系統的終端設備，將柱上開關、通信系統、主站緊密連接，來實現配網調控，對饋線中的開關及環網柜進行數據采集的基礎設備。

2.3 故障區段判斷和隔離

故障判斷和隔離原理：對于手拉手運行的環網，必須根據流經饋線所有開關的故障功率方向才能判斷出故障區域，此時必須進行收集電流和電壓數據。當收集某個開關電流數據超過其整定值時，表明有故障發生，如果與此區域相連的各開關的故障功率方向均指向此區域時，判斷此段為故障區域；當線路發生故障時，所有開關的數據由對應的FTU 經通訊網絡傳遞到上級控制中心（SCADA），由控制中心根據各開關的數據，判定故障點所在區域，下達命令至相應的FTU，由FTU 對故障區域兩側開關進行分閘操作與出線開關和聯絡開關合閘動作。

3 結語

縣域配網考慮以上兩種配網自動化系統的原理和各自的適用條件，基于自動化開關設備的饋線自動化系統適合用在單輻射線路上，比如縣城的環城線路、城郊單回線路等農網、負荷密度小的偏遠地區或供電途徑少于兩條的電網。基于饋線終端設備(FTU)的饋線自動化系統則適合擔負政府、學校、醫院等雙電源或多電源的手拉手配網線路以及供電可靠性要求高的電網區域。

[1]姜小玲.探討供電企業電力營銷中的若干問題及解決措施[J].現代企業文化，2011(20).