10kV饋線自動化在配電網改造中的應用研究

摘要：經濟的發展推動了社會的進步，經濟與社會的進步加大了對電力電能資源的需求，配網作為供電網絡系統中的重要環節，發揮著重要的供電服務功能，饋線自動化技術對于配網具有十分重要的作用，能夠有效判斷并隔離故障問題，并恢復非故障區的供電。文章分析了10kV饋線自動化的應用原則、運行模式以及在配網改造中的應用。

關鍵詞：10kV饋線自動化；配電網改造；供電網絡系統；電力電能資源；隔離故障 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM773 文章編號：1009-2374（2015）31-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.016

饋線自動化是配網系統的重要組成部分，發揮對配網運行狀態的監督以及故障警報功能。在饋線自動化技術支持下，配網系統出現故障問題時，故障區域會被自動隔離出來，同時，其他非故障線路依然能夠正常供電，這樣就有效控制了停電范圍，確保供電服務質量。饋線自動化能夠有效支持配網的改造與優化，提高配網運行質量，及時解除故障，維護系統的安全運轉。

1 饋線自動化的應用原則

饋線自動化是配網系統的重要組成部分，發揮對配網運行狀態的監督以及故障警報功能。在饋線自動化技術支持下，配網系統出現故障問題時，故障區域會被自動隔離出來，同時，其他非故障線路依然能夠正常供電，這樣就有效控制了停電范圍，確保供電服務質量。

參照國家在此方面的相關規定，饋線自動化的應用應該本著以下原則：（1）饋線自動化線路的選擇要確保三分之二以上的用戶都能接受到N-1可靠性準則的能力；（2）分段原則。必須要最大程度上控制停電用戶的數量和規模，實行分段停電，以此來確保用戶獲得穩定的安全的供電服務；（3）設備的選擇需要達到以下標準：線路出現故障問題后，故障區域能被及時有效地隔離，而且其他非故障區段能夠直接自行恢復運轉；也要確保饋線自動化能夠朝著配網自動化的方向發展，達到對配網裝置工作狀況的遠程監控。一些分支線路，其所承受的負荷相對較重，需要安裝分段開關，以此來實現對故障的隔離，維護主線正常、合理工作。

2 各類饋線自動化系統的運行模式

2.1 故障定位系統

一般設置故障指示器設備，一旦配網系統出現問題，工作人員可以憑借巡檢、查看指示器中的信息，來得知故障位置。故障指示器一般配置于配網中，例如電纜、架空線等，用來呈現故障電流。一般用來識別短路故障，短路故障發生后，指示器就會做出反應，例如亮燈報警、翻牌等，從而定位故障區域，提高了故障查找效率，進而做出有效處理，維護系統常規運轉，保證安全供電。

2.2 就地式饋線自動化

這一系統是指完全依靠配電終端與現場自動化設備之間的協調配合來定位、隔離故障，并使其他為發生故障的線路恢復正常運轉。（1）重合器方式。故障問題出現后，憑借不同線路開關之間的關系彼此配合，參看重合器來就地分辨并隔離故障，其他非故障區則恢復正常運轉；（2）智能分布式。依托于重合器方式，在局部地區設置光線通信，確保環網中的FTU能夠彼此溝通信息。當故障發生能使離故障區域最短距離的兩端開關迅速跳開，這樣無需變電站開關做出跳閘動作，從而控制斷電范圍，其他的聯絡開關則能夠在故障后極短時間內依然自行恢復供電。這樣就達到了各個類型、各個等級開關間的有效配合，達到隔離故障、恢復供電等

目標。

2.3 集中式饋線自動化

這種饋線自動化主要依靠配電主站和終端間的彼此互助、有效配合來達到自動化定位并隔離故障，并及時恢復其他線路的正常運轉的目的。主要的運行方式為全自動化和半自動化。（1）全自動化。配網主站、子站等憑借及時獲取配電終端的相關數據，對應分析配網所處的狀態，達到判別、定位并隔離故障的目的，也能夠及時恢復非故障區的正常運轉；（2）半自動式。配網主站、子站等憑借及時獲取配電終端的相關數據，對應分析配網所處的狀態，達到判別、定位并隔離故障的目的，再利用遙控、人為控制等方式來達到隔離故障的目的，同時也會維護非故障線路的常規工作。

這主要的兩種饋線自動化技術，其控制技術的對比如表1：

表1

3 饋線自動化系統的設計方法

系統配合選擇斷路器二次重合閘的模式。經過綜合考慮決定，設置站內一次、二次重合閘都在5秒鐘。憑借開關控制器的延時設計達到轉移系統負荷的目的。本著控制停電時長的思路來掌控分段點閉合與斷開的

時間。

其中，必須科學設定環網點時間，因為它關系到聯絡電源的正常工作，能夠預防其誤投，從而有效防范故障問題。具體的設置可以遵循以下公式：

環網點時間=（Tg+Tl+Tg+T2+nXn）×1.1

式中：

Tg——系統從短路至斷路器反應的時間

Tl和T2——代表第一次、二次重合閘的時間

n——故障所處的分段級數

之所以選擇乘以“1.1”，是想要積極控制時間誤差，預防事故擴大化。

應該參照線路的長短、負荷大小、所處位置、桿數等來對應全面權衡分析自動化裝置的數目、布局等。

饋線出口位置的開關選擇單TV連線模式，因為這樣能夠維護線路負荷的正常、自動傳送。

兩次重合閘操作對應不同的任務：第一次，分析得出故障范圍內并閉鎖故障線路的開關；第二次，使位于故障段之前的線路能夠再一次重新運轉。之所以將兩次重合閘時間都設為5秒，是由于控制器在得到并確定故障問題時需要3.5秒，這3.5秒內涉及到各類鎖扣問題，因此應該讓重合閘時間超出3.5秒，這樣才能順利地確定故障。

4 饋線自動化系統的更新與升級

在饋線自動化技術的支持下，系統的故障應該按照下面的流程來實現：endprint

4.1 隔離故障區

故障問題出現后，立足于故障的特征與水平，啟動控制器來實現對開關的監控、電壓的觀測。開關裝置斷開，要主動關閉故障段附近的開關，在這個時候，整個系統圖將變成綠色，意味著這條線路已經斷開電力

供應。

4.2 重返電源端非故障段的正常運轉

變電站中經歷一次重合閘后，在故障區域前方因為配置了開關控制設備，它能夠自行判斷該線路所處狀態，進而自動地閉合，重新恢復該線路的正常運轉。

4.3 負荷端非故障區域的負荷轉移

配置中安裝了測控設備，能夠負責觀測開關狀態，及時發現故障數據，使它們及時輸向控制中心。控制中心能夠及時有效地發現故障的位置，同時判斷出2h內線路對應的負荷大小，從而得出如何轉移負荷，這樣故障區后面的開關，途經主站朝著開關提供分合閘命令，從而實現故障區后端的正常運轉。

4.4 故障的解除，供電的恢復

參照警報裝置發出的故障信號，控制中心開始分析、判斷故障信號，并提出相應的維護、維修對策，維修工作實現后，這一區域則進入常規運轉狀態。

故障問題消失后，配網系統會自行回歸到初始供電狀態，工作人員經檢查、核實、確認后，能夠讓一切設備都回歸到以往的常規運行狀態，從而維護整個系統的安全。

5 結語

配網作為供電網絡系統中的重要環節，發揮著重要的供電服務功能，饋線自動化技術對于配網具有十分重要的作用，能夠有效判斷并隔離故障問題，恢復非故障區的供電，加大對饋線自動化技術的研究力度，提高其在配網改造中的應用水平，從而提供更加良好的供電

服務。

參考文獻

[1] 徐丙垠，李天友.智能配電網與配電自動化[J].電力系統自動化，2009，33（17）.

[2] 張敏，崔琪.智能配電網饋線自動化發展與展望[J].電網與清潔能源，2010，26（4）.

[3] 徐丙垠.智能配電網故障自愈技術及其應用[A].中國電機工程學會智能配電網技術專題交流會議報告集

[C].2011.

作者簡介：簡家哲（1989-），男，廣東江門人，廣東電網有限責任公司江門臺山供電局助理工程師，研究方向：電力系統自動化。

（責任編輯：周 瓊）endprint