10 kV配網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)控制技術(shù)分析

薛一鳴

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000)

10 kV配網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)控制技術(shù)分析

薛一鳴

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000)

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對電能的需求越來越大，同時對供電可靠性也有了更高的要求，10 kV配網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)對快速切除線路故障從而保證供電可靠性具有重要意義。現(xiàn)對10 kV配網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)的分類、控制基礎(chǔ)、控制方式進行了簡單介紹和分析探討。

10 kV配網(wǎng)；饋線自動化；控制技術(shù)

0 引言

饋線自動化作為配網(wǎng)自動化的一項重要組成部分，負(fù)責(zé)監(jiān)視配電線路的運行狀態(tài)，快速發(fā)現(xiàn)故障，確定故障線路，同時快速將故障線路切除并快速恢復(fù)非故障線路的供電。因此，仔細研究10 kV配網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)，對保障電網(wǎng)運行的安全性，提高用戶的供電可靠性具有重要意義。

1 饋線自動化系統(tǒng)的分類

饋線自動化(FA)內(nèi)容主要包括電纜和架空線路的實時監(jiān)測和對故障線路的處理，具體而言是指對故障線路進行故障檢測和定位，從而實現(xiàn)對故障線路段的隔離和恢復(fù)對正常線路的電力供應(yīng)。10 kV配網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)按照對故障的處理方式不同，分為自動化開關(guān)相互配合的饋線自動化系統(tǒng)和集中智能控制的饋線自動化系統(tǒng)兩種。

1.1 自動化開關(guān)相互配合的饋線自動化系統(tǒng)

自動化開關(guān)相互配合的饋線自動化系統(tǒng)不需要配電主站的參與就能根據(jù)事先編制好的邏輯進行故障的判定和處理，它僅僅會在故障發(fā)生時動作，且在故障處理過程中會嚴(yán)格按照相應(yīng)的整定數(shù)值進行處理。自動化開關(guān)相互配合的饋線自動化已經(jīng)成為一種比較成熟的控制方式，其類型主要有合閘速斷式的饋線控制、重合器與電壓—電流型分段器配合的饋線控制、重合器與電壓—時間型分段器配合的饋線控制等。

1.2 集中智能控制的饋線自動化系統(tǒng)

集中智能控制的饋線自動化系統(tǒng)是由配電主站、通信網(wǎng)絡(luò)、配電自動化終端共同構(gòu)成的。配電主站對采集到的故障信息進行處理，并據(jù)此采取相應(yīng)的動作，完成對故障線路的故障定位、隔離及實現(xiàn)對非故障線路的恢復(fù)供電。當(dāng)故障發(fā)生后，配電主站會收到配電自動化終端發(fā)來的開關(guān)分合閘狀態(tài)信息，以及變電站系統(tǒng)發(fā)來的變電站開關(guān)狀態(tài)、重合閘動作和母線零序電壓等信息。配電主站通過上述信息進行基于集中智能控制的故障定位和處理。

與自動化開關(guān)相互配合的饋線自動化系統(tǒng)不同，集中智能控制的饋線自動化系統(tǒng)需要構(gòu)建相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)，與配電主站進行實時信息交互，同時在主站的控制下處理故障，它不僅在線路出現(xiàn)故障時工作，在平時線路正常運行過程中也會對線路進行監(jiān)督，其控制策略能夠根據(jù)實際情況進行調(diào)整。

2 饋線自動化系統(tǒng)的控制基礎(chǔ)

無論是自動化開關(guān)相互配合的饋線自動化系統(tǒng)還是集中智能控制的饋線自動化系統(tǒng)，在控制設(shè)備對故障線路進行處理時，都需要首先定位故障點和故障線路，這都要以故障定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)來實現(xiàn)。故障定位系統(tǒng)能夠極大地縮短故障定位時間，為快速發(fā)現(xiàn)和切除故障提供有利條件。故障定位系統(tǒng)是指在配電線路發(fā)生故障時，能讓工作人員根據(jù)故障指示器的信息和人工搜集信息確定故障區(qū)域的系統(tǒng)。故障指示器安裝在電力線路上，它可以通過檢測短路電流來判定線路故障與否和故障類型，從而及時發(fā)現(xiàn)故障并通過指示燈和蜂鳴器發(fā)出報警，提醒相關(guān)工作人員。

現(xiàn)階段，我國10 kV配電線路普遍采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的接線方式，且配電線路故障中80%屬于中性點接地故障，所以小電流接地故障定位技術(shù)是10 kV配網(wǎng)饋線自動化故障定位系統(tǒng)采用最多的一項故障定位技術(shù)。小電流接地故障定位技術(shù)對故障區(qū)段的定位方法主要有穩(wěn)態(tài)零序電流法、注入信號法和暫態(tài)法3種。穩(wěn)態(tài)零序電流法操作比較簡單，對信號的采樣裝置和CPU的處理能力沒有特別的要求。但是，穩(wěn)態(tài)零序電流法的抗干擾能力比較差，而故障區(qū)段往往存在弧光接地和間歇性接地等不穩(wěn)定的故障點，這些故障點將會破壞故障穩(wěn)態(tài)電流，降低檢測的準(zhǔn)確性。注入信號法的穩(wěn)定性和可靠性要比穩(wěn)態(tài)零序電流法高很多，但其依然存在很多不足之處，比如其需要在變電站安裝專門的信號注入裝置，并且在配電自動化終端采用專用探頭采集注入信號，這將大大增加投資成本。暫態(tài)法綜合了穩(wěn)態(tài)零序電流法和注入信號法的諸多優(yōu)點，其不需要額外安裝專門的信號注入裝置和信號采集探頭，安全可靠、投資小，但其穩(wěn)定性和安全性要比注入信號法差。這3種故障區(qū)段定位方法特點不同，在實際應(yīng)用中一般會根據(jù)資金投入狀況和現(xiàn)場實際情況選用。

3 饋線自動化系統(tǒng)的控制方式

從上文的分析可知，饋線自動化系統(tǒng)的主要工作是發(fā)現(xiàn)線路故障、處理故障，同時恢復(fù)非故障線路的供電。與傳統(tǒng)的重合閘方法相比較，饋線自動化的控制原則更加寬松，處理方式更加靈活可靠，它能夠根據(jù)配網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)在線對線路故障進行分析處理。

一般而言，線路故障分為瞬時故障、單線路多次故障和永久性故障等各種類型，實現(xiàn)故障定位、故障區(qū)域與非故障區(qū)域隔離、非故障區(qū)域供電恢復(fù)或網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能，在提高配網(wǎng)供電可靠性方面具有重要意義。如果配網(wǎng)發(fā)生永久性故障，則必須經(jīng)由相關(guān)開關(guān)設(shè)備順序動作，實現(xiàn)故障區(qū)和非故障區(qū)之間的隔離。故障消除之后，為減小停電規(guī)模、保障供電，還需收集相關(guān)故障信息。10 kV配網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)就滿足了這些功能要求，它在處理線路故障時能將對10 kV配網(wǎng)的沖擊降低到最小，從而保障配網(wǎng)的運行安全。

在饋線自動化系統(tǒng)中，控制結(jié)構(gòu)分為3層：第一層，在配電自動化終端進行基礎(chǔ)的故障檢測和處理；第二層，以10 kV配電子站為中心進行區(qū)域性控制；第三層，以配電主站為中心進行全局控制。

下面以第二層以10 kV配電子站為中心進行區(qū)域性控制為例對饋線自動化系統(tǒng)的控制方式進行分析。10 kV配電子站負(fù)責(zé)對相關(guān)區(qū)域的配網(wǎng)信息進行實時收集和交互上報，它能實現(xiàn)對故障線路的及時隔離，同時提供相應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略，并逐次對非故障區(qū)域恢復(fù)供電。一旦故障區(qū)域超過了配電子站的管理范圍，則其會將故障信息上報到配電主站，由配電主站協(xié)調(diào)各子站進行相關(guān)的故障處理。

4 結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，用戶對配網(wǎng)的供電可靠性和電能質(zhì)量提出了更高的要求。饋線自動化系統(tǒng)能夠增強對配電線路的自動檢修能力，縮短故障隔離時間和停電檢修時間，盡快恢復(fù)電力供應(yīng)。因此，深入研究能滿足我國未來經(jīng)濟發(fā)展要求的10 kV配網(wǎng)饋線自動化系統(tǒng)控制技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

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2014-11-07

薛一鳴(1986—)，男，湖北監(jiān)利人，助理工程師，研究方向：10 kV配網(wǎng)運行維護。