饋線自動化兩種實現模式的對比研究

吳慧

摘 要：本文主要結合孝感城區配網饋線自動化建設探索實踐經驗，針對饋線自動化的兩種實現模式，分別從選點原則、動作原理、實踐效果方面進行對比分析，提出建議。

關鍵詞：配網自動化；饋線自動化；實例分析

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

饋線自動化實現故障處理的模式主要分為集中式和就地式兩類。下文就孝感供電公司饋線自動化建設探索進程，對饋線自動化兩種模式分別進行對比分析。

一、集中式模式實例分析

孝感城區配網自動化系統于2009年7月開始建設，11月底投入運行。系統采用雙層體系結構，主要由主站層和終端設備層組成，二者之間通過光纖網絡進行數據通信。

1選點原則：聯絡點優先、就近接入

對城區10KV配網128組開關進行了改造，加裝電操機構和測控元件，并全部配備智能終端。系統監控設備總數約占當時配網設備總數的40%。

2動作原理：配網常采用手拉手環網常開運行方式：正常運行情況下，開關1、2、3、4合閘位置，聯絡1開關分閘位置，如圖1所示。

若開關3至開關4之間發生短路故障，則可能存在開關3、2、1三級跳閘的情況，此時必須這三級開關中至少有一組保護信號變位+開關動作觸發DA計算啟動，主站同時接收到多個開關保護信號變位后，按照電流方向和設備連接的拓撲關系，從饋線段的首端向末端查找，找到最后一個發送保護信號的開關3后，主站判定實際故障區域為開關3——開關4。

（1）開關3保護信號變位+開關3跳閘，隔離方案：開關4分閘；恢復方案：聯絡1合閘。

（2）開關3保護信號變位+開關2跳閘，隔離方案：開關3分閘、開關4分閘；恢復方案：開關2合閘、聯絡1合閘。

（3）開關3保護信號變位+開關1跳閘，隔離方案：開關3分閘、開關4分閘；恢復方案：開關1合閘、聯絡1合閘。

3 實施效果

試運行期間，遙測、遙信數據信息實時高效上傳，系統運行穩定。系統曾多次快速反應故障報警信號，給城區10kV線路故障搶修工作爭取了時間，也為調度員擬定合理的非故障區域的供電恢復方案提供了有力的數據支撐。

但在實際運行中，該模式還存在以下問題：

（1）參與主站運算的數據對終端通訊的依賴性較強，額外增加了配網通信的維護負擔。

（2）配網老舊開關設備較多，配網運行環境相對惡劣，時常遭遇機構卡死無法操作，給遙控執行造成了阻礙。

（3）因工程規模限制，本期自動化覆蓋信息量不足，配電線路故障定位區域較大，實際應用時，還需要依靠現場人員精確定位，耗時較長，給故障隔離、恢復供電帶來困難。

二、就地式模式實例分析

2010年3月，孝感城區開始進行饋線自動化模式探索，采用集中控制加終端設備相互通信就地控制方式。

1 選點原則：具有兩路及以上電源點的環網線路，網架結構相對穩定。

本次工程共選用了手拉手環網的兩對線路，在臨近變電站出口的1#桿處安裝重合器4臺、環網常閉自動化開關5臺、環網常開自動化開關2臺、放射型常閉自動化開關9臺、斷路器型用戶分界開關21臺。

2動作原理

（1）就地處理原理

為了提高供電可靠率，饋線自動化試點區采用如下接線方式，即：變電站10kV出線安裝重合器（R1、R0）引入電源、線路上采用分段開關（L1、L2）進行分段、用戶側采用分界斷路器ASS（CB）的運行方式與主線隔開，如圖2所示。

①F1發生相間短路故障→ASS（CB）感測到負荷側短路電流后，延時0s后分閘。

②F2發生相間短路故障→R1延時0.15s后分閘，L1、L2不動作→R1延時2s后第一次重合于故障，第二次分閘→L1、L2感測到2次失壓后分閘→R1延時2s后第二次重合成功→L1延時2s后合閘于故障，分閘閉鎖→R1第三次分閘→L2在分閘狀態下閉鎖→R1延時2s后第三次重合成功→R0聯絡斷路器經延時20s后合閘，變電站2向L2正常區段供電。

③F3發生相間瞬時短路故障→R1第一次分閘→R1第二次重合成功

④F3發生相間永久性短路故障→R1第一次分閘→2s后R1第一次重合閘，故障未消除第二次分閘→R1延時2s第二次重合閘→L1在延時2s后合閘成功→L2在延時2s后合閘于故障，感測到2次失壓在延時0s后分閘閉鎖。

（2）兩級配合原理

配電線路發生故障時，由饋線自動化系統按設定順序進行故障的就地自動判斷與隔離，同時將故障信號及處理結果上傳到主站，由主站進行故障分析。如果終端已將故障成功隔離，則主站根據狀態估計和潮流計算給出故障恢復方案；如果終端隔離故障不成功或電纜線路發生故障時，則主站進行故障的精確定位與隔離，同時給出恢復方案，實現對非故障區域供電。

3實施效果

經反復調試，各智能終端基本實現了對各路設備實時監控的功能，但在兩級配合測試方面，由于城區配電用戶對可靠性要求較高，無法現場模擬故障，只能利用配網線路實際故障，對該系統進行驗證。驗證過程中發現這種模式存在以下問題：

（1）多級開關的保護整定較復雜，且多次重合對線路設備沖擊較大。

（2）用于負荷轉供的常分聯絡開關拒絕動作或動作不成功時，全線分段開關分閘閉鎖，反而增加了搶修工作范圍，降低了搶修效率。

（3）當常分聯絡開關動作成功但因通訊故障導致遙信信號不上送時，可能出現線路長時間合環運行的后果，對電網安全穩定造成了較大的威脅。

結語

通過以上對比，可以得出：集中式主要受制于設備水平、維護水平、布點范圍的影響，這些因素在逐步應用和推廣過程中能夠得到改善，可以建議采用；但就地型在與主站配合時還存在不穩定技術因素，可能威脅到電網安全穩定運行，需謹慎選擇。

參考文獻

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