區(qū)域配電網(wǎng)故障自動化動作過程分析

孫云才

國網(wǎng)山東省電力公司蒙陰縣供電公司 山東蒙陰 276200

1 饋線自動化模式

1.1 集中型FA

主站系統(tǒng)根據(jù)各配電終端檢測到的故障報警，結(jié)合變電站、開關(guān)站等的繼電保護信號、開關(guān)跳閘等故障信息，啟動故障處理程序，確定故障類型和發(fā)生位置。主站系統(tǒng)下令實現(xiàn)故障區(qū)段隔離和非故障區(qū)段的恢復(fù)供電。

1.2 電壓-時間型FA

設(shè)備通過變電站一次重合（重合時間為1S）配合，“電壓-時間型”分段開關(guān)就地完成故障區(qū)段的判定及隔離，故障區(qū)段隔離后主站系統(tǒng)遙控變電站出線開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘，完成非故障區(qū)段的恢復(fù)供電[1]。

2 FA動作必要條件、邏輯

（1）站內(nèi)設(shè)備動作信息（保護動作信息、事故總、開關(guān)變位信息）。如果系統(tǒng)先收到站內(nèi)開關(guān)變位信息，系統(tǒng)會自動等待保護信息5秒鐘，待保護信息完全上傳后FA才會啟動，如果5秒內(nèi)沒有收集全FA自動取消。（2）如收到保護信息，系統(tǒng)會自動等待開關(guān)變位信息30秒，若30秒內(nèi)沒有收到開關(guān)變位信息FA自動取消。該邏輯是避免站內(nèi)開關(guān)手動操作觸發(fā)FA動作。（3）FA啟動后系統(tǒng)會在30秒時間內(nèi)收集該線路智能開關(guān)動作信息，所有的開關(guān)動作信息必須在30秒時間內(nèi)上送完成，在30秒后收到的信息系統(tǒng)將不采用，這就是為什么區(qū)間有時候判定不正確的原因。（4）啟動后會篩選該線路FA啟動前3分鐘以內(nèi)，所有智能設(shè)備上傳的保護信息作為參考，作為區(qū)間判斷依據(jù)。

3 饋線自動化功能及動作過程分析

3.1 故障定位

系統(tǒng)根據(jù)配電終端傳送的故障信息，快速定位故障區(qū)段，并在配調(diào)工作站上自動推圖，以醒目方式顯示故障發(fā)生點及相關(guān)信息。

3.2 故障區(qū)段隔離

對于瞬時故障，若變電站出線開關(guān)重合成功，恢復(fù)供電，則不啟動故障處理，只報警和記錄相關(guān)事項。對于永久性故障，變電站出線開關(guān)重合不成功后，則啟動故障處理。系統(tǒng)根據(jù)故障定位結(jié)果確定隔離方案，故障隔離自動或經(jīng)調(diào)度員確認(rèn)后進行。

3.3 非故障區(qū)段恢復(fù)供電

非故障區(qū)段恢復(fù)供電故障處理過程可選擇自動方式或人機交互方式進行，執(zhí)行過程中允許單步執(zhí)行，也可在連續(xù)執(zhí)行時人工暫停執(zhí)行。以10kV城關(guān)線-市政I線為例說明“集中型”饋線自動化的實現(xiàn)原理。主站系統(tǒng)也能支持電壓-時間型FA。如圖1所示。城關(guān)線與市政I線聯(lián)絡(luò)，兩條線均為架空線路。主線開關(guān)選用FZW28-12分段開關(guān)(FTU)，具備故障檢測功能、保護控制功能和通信功能。支線選用FJW28-12分界開關(guān)(FTU)，可以實現(xiàn)自動切除被控支線的單相接地故障和自動隔離被控支線的相間短路故障。

圖1 “集中型”饋線自動化典型案例

當(dāng)B區(qū)發(fā)生短路故障時：（1）變電站10kV出線斷路器K1檢測到故障電流分閘。（2）分段1開關(guān)檢測到電流超限及持續(xù)失壓，產(chǎn)生故障遙信并上傳至主站。（3）主站收到K1開關(guān)變位及分段1的故障信號后，將故障點定位在分段1和分段2之間，并將信息傳給子站。（4）子站發(fā)出遙控分閘指令，分開分段1和分段2開關(guān)，將故障區(qū)段隔離。（5）子站遙控令K1和聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘恢復(fù)A區(qū)和C區(qū)正常供電。

當(dāng)C區(qū)發(fā)生永久性故障時：（1）變電站10kV出線斷路器K1檢測到故障后分閘。（2）安裝于分段2開關(guān)檢測到電流超限及持續(xù)失壓，產(chǎn)生故障遙信并上傳至主站。（3）主站收到K1開關(guān)變位及分段2開關(guān)的故障信號后，將故障點定位在分段2和聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間，并將信息傳給子站。（4）子站發(fā)出遙控分閘指令，分開分段2開關(guān)，將故障隔離。（5）隔離成功后，主站發(fā)出遙控合閘指令，合上出口斷路器K1及分段1開關(guān)，恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。

以市政I線支線側(cè)發(fā)生故障為例，說明支線側(cè)饋線自動化的基本原理。如圖2所示，城關(guān)線、市政I線為架空線路，F(xiàn)FK開關(guān)為分界負(fù)荷開關(guān)。

圖2 用戶側(cè)饋線自動化典型案例

當(dāng)H區(qū)發(fā)生相間短路故障時：

故障發(fā)生后，變電站10kV出線斷路器K2檢測到故障電流分閘。FFK分界負(fù)荷開關(guān)在K2分閘后快速進行分閘，隔離故障。 變電站出線斷路器K2分閘1S后，重合閘成功、恢復(fù)供電。

4 結(jié)語

通過配網(wǎng)自動化建設(shè)能實現(xiàn)以下效果：一是提高供電可靠性。通過饋線自動化的實施，大幅度減少非故障線段供電恢復(fù)時間及故障查找時間，通過在用戶產(chǎn)權(quán)線路應(yīng)用分界開關(guān)，確保用戶故障不影響配電線路運行。二是減少綜合線損，提高電壓合格率。通過一次網(wǎng)架優(yōu)化和改造，縮短線路供電半徑，通過配電自動化信息的實時監(jiān)測，合理調(diào)整負(fù)荷側(cè)設(shè)備的運行方式，優(yōu)化配電線路負(fù)荷，實現(xiàn)配電網(wǎng)經(jīng)濟運行，減少線路理論線損，提高了電壓合格率。三是優(yōu)化一次網(wǎng)架，實現(xiàn)配電自動化。通過一次網(wǎng)架優(yōu)化和改造，實施區(qū)域配電網(wǎng)線路應(yīng)滿足供電安全N-1準(zhǔn)則要求，形成以“三遙”為主的配電自動化模式。