電力工程中的電力自動化技術應用研究

梁宏男

（東北林業大學，黑龍江哈爾濱，150040）

1 電力自動化技術在配電網系統的應用

饋線自動化是配電網自動化的基礎，它可通過對配電網的實時監控、饋線設備的實時檢測，實現故障發生幾率的降低、故障恢復時間的縮短，從而有效提高配電可靠性和供電質量。饋線自動化系統[1]一般來說應該具備以下功能：正常狀態和事故狀態的實時監測；線路故障區段的定位、隔離、及時恢復；數據的采集、處理、統計分析；通過電壓調節減少線路損耗。

1.1 重合器-分段器配合型饋線自動化技術

這種饋線自動化技術在沒有通訊系統參與下運用，它參考就地電壓或電流的變化，直接對變電站出口的重合器或者自動分段器進行控制，提前設置好的邏輯動作可實現饋線系統的一般功能：故障的判斷、定位、隔離及實施恢復供電。

圖1 手拉手環網型饋線自動化技術

手拉手環網型是最常見的運行方式，圖1便是它的典型結構。聯絡開關S的工作方式為常開狀態、分段開關的工作方式為常閉狀態，當出現一側帶電另一側無電狀態時，聯絡開關能夠實現故障點下游非故障線路區段的供電功能，當出現兩側均無電的狀態時，分段開關可確認合閘并實現閉鎖功能。

1.2 集中控制型饋線自動化技術

采用這種技術的饋線系統與重合器-分段器配合型相反，它需要通信系統的參與來實現饋線終端故障信息的收集功能，除此之外，它還需要監測終端和控制站的共同協同參與。

圖2 架空線路環網型集中控制饋線自動化系統

圖2 所展示的是架空環網型集中控制饋線系統，Relay即為饋線保護裝置，它能夠實現監測和通信功能。當故障點出現在k1時，R1會進行跳開動作，進而FTU監測到故障信息并將其發送到主站，此時主站便開始啟動相關處理程序。FTU繼續進行故障電流的檢測，由于故障點產生在K1，因此FDK1處將被檢測到故障電流，而FDK2處沒有。這時，通過FTU的檢測，主站就能夠進行故障位置的判斷，即處于二者之間。之后再進行自動或者手動進行故障處理、及時恢復非故障區域的供電。

1.3 基于點對點的分布式智能控制饋線自動化技術

這一技術的優越性體現在故障時間的恢復上，它能夠在數秒內就實現饋線系統的故障定位、隔離、恢復功能，大大減少了因產生故障而導致斷電的處理時間。

假若出線位置上無快速熔斷器，當K2點出現故障狀態時，系統正常進行故障的判斷、定位功能，FTU通過開關進行故障線路區段的隔離動作，并將合閘動作命令發送至Relay，進而進行線路主干線的供電恢復。而當出線位置上安裝有斷路器時，FTU便可在出現接地故障后將閉鎖動作命令發送至斷路器保護裝置，進而防止越級跳閘。因此，要加快主干線接地故障的消除速度，只需要縮短斷路器接地保護的動作延時即可。

圖3 電纜環網的點對點分布式智能控制饋線字體

1.4 網絡保護型饋線自動化技術

隨著社會電氣化進程的演進，即使停電斷電幾秒鐘也有可能會造成嚴重的經濟后果和社會風險，因此網絡保護型饋線自動化技術應運而生，致力于實現不通過斷電就能高效排除故障。

圖4 網絡保護型饋線系統示意圖

如圖4，網絡保護型饋線系統用于閉環電纜環網。由于饋線的兩側電源來自于同一條線路，因此避免了電壓出現不同狀態，也因此避免了潮流問題。當線路呈現故障狀態時，進線開關可實現直接跳開故障位置兩側開關的功能，進而實現故障切除功能，從而達到不停電即可排除故障的目的。

2 電力自動化技術在智能變電站的應用

隨著電氣技術的發展，我國變電站的大多數信息都可通過智能終端的采集后實現傳送、遠程監控、調度等功能。順序控制[2]是指將所要執行的動作順序提前編制在程序里，輸入信號后，可根據具體要求實現自動、有序、規范地動作。通過順序控制技術，可實現智能變電站綜合系統的整站控制需求，進而達到變電站的更加智能化、綜合應用化。圖4展示了順序控制技術對智能變電站的要求。

圖5展示了基于順序控制技術的軟件流程和操作流程。隨著電網規模的擴展和變電站所轄設備數量的增多，控制技術的應用能夠適應電網方式的變更和安全自動裝置的調整。

圖5 順序控制技術對智能變電站的要求

圖6 基于順序控制技術的軟件流程和操作流程

將此技術運用于智能變電站綜合自動化系統中，其需要符合IEC61850通信協議標準、支持GOOSE網絡通信機制、一定的容錯機制，實現保護測控功能、實時多任務操作功能、狀態數據準確及時的采集功能、操作順序的控制功能等。即系統結構分層分布化、一次設備智能化、二次設備網絡化、信息采集數字化。

3 結語

電力自動化技術應用于配電系統中，可有效降低故障發生率、縮短故障處理時間，應用于智能變電站系統中，可實現繁雜設備的智能操作控制，除此之外，其還可廣泛運用于調度系統等其他電力系統工程中，使得電網系統更加智能化、集約化，由此保障社會安全平穩運行。