配電網饋線組自動化技術及其應用分析

許明雷

[摘 要]饋線自動化在工程領域又稱為配電線路自動化，作為線路的核心要件之一，是實現配電自動化的基礎條件，同時又充當配電自動化監控的角色。基于此，本文在分析饋線自動化技術現狀的基礎上，闡述了饋線自動化的控制方式及功能，進而探討了饋線自動化控制技術方式比較及應用，最后分析了配電網饋線組自動化應用和發展情況。

[關鍵詞]智能電網；配電網；饋線自動化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.02.046

[中圖分類號]TM727 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2019）02-0-02

實現饋線自動化，能夠精準地獲取遠方饋線各分段對應的開關狀態，明確電壓與電流的具體狀況，同時還可以控制線路的合閘與分閘。當線路出現故障后，能夠在極短時間內識別故障類型并隔離該區段，確保非故障區域能夠正常供電。

1 饋線自動化技術現狀

縱觀國內各大電網公司可知，其在10 kV架空線路網架領域，最為常見的當屬單放射型以及“2-1”聯絡型兩種，可以發現二者的主干線路均配有若干分支，同時分支再次得以細分，這在很大程度上能夠提升線路的復雜度，同時任何一條分支出現故障將會導致全條饋線出現停電現象，因此需要對饋線自動化展開進一步研究，當發生故障時可以精準地識別故障并將其從線路中隔離，從而將停電時間降低至數秒內。總體來說，當下國內饋線自動化已經取得一些進展，在主站系統以及智能配電終端領域技術已經較為成熟，然而故障的識別、定位以及隔離等方面依然擁有較大的進步空間。實施饋線自動化后，其主要目的便是提升故障的識別、定位以及隔離效率，盡可能縮小停電范圍，減少停電時間。

2 饋線自動化的控制方式及功能

基于饋線自動化方式，能夠提升線路的管控效率，獲悉遠方饋線分段的具體參數，并完成分閘與合閘操作。當發生故障后，能夠在第一時間識別并定位故障，從而在極短時間內恢復正常供電。

（1）控制方式。控制方式具體可細分為兩種，即遠方控制與就地控制，不同的可控設備將會帶來不同的控制方式。對于電動負荷開關而言，其對應的為遠方控制方式，此時根據不同的情況的又可細化為集中式與分散式兩種；對于重合器以及分段器設備而言，其對應的是就地控制方式。無論是上述哪種方式，都可以實現分閘與合閘操作。

（2）控制功能。運行狀態監控是最為核心的功能。在配電網中，當線路出現永久性故障后，在開關設備的輔助下能夠將故障區域及時隔離，對于環網運行的配電網而言可以起到負荷轉供的效果，并恢復正常供電。在完成故障設備的隔離作業后，若線路滿足相應的約束條件，此時基于縮減停電范圍并確保用戶能夠正常用電，可以對網絡結構進行相應調整，而該過程應以自動化方式展開。若出現瞬時性故障，此時可以隨即開展故障電流切斷作業，基于開關自動重合方式能夠維持線路的正常供電。

3 饋線自動化控制技術方式比較及應用

（1）就地式饋線自動化。此方式對應的系統結構較為簡單，它對于通訊通道的依賴程度不高，僅憑重合器與分段器便可完成故障隔離，非故障區域的供電能夠在短時間恢復正常。在實際工程中，在重合器的基礎上輔助使用電壓—時間型分段器便可獲悉故障的具體位置。對于C類及以下供電區而言，此方式具有較強的可行性，集中體現在農村以及城郊架空線路區域，目前國內對于此技術的應用已經較為成熟。

（2）智能分布式饋線自動化。配電子站與終端相連，并進行頻繁的數據交換工作，在配電子站的作用下能夠對終端進行控制，從而快速將故障隔離，維持線路正常供電。若通信網絡出現故障時，智能分布式控制系統依然可以正常工作。對于B類及以上供電區域而言，此方式具有更強的適用性，常見于敏感負荷電纜線路。目前，該技術在國內的應用程度不高，依然處于實驗與研究階段。

（3）集中式饋線自動化。它密切依賴于通信以及主站集中控制方式，可以對配電網的各類數據展開高精度采集，充分獲取配電終端的信息可以被主站，并明確配電網的運行狀況，對故障加以識別并起到自動隔離與恢復供電的效果。目前，該方式的主站系統以及終端方面已經獲得了深度的發展，但考慮到遙控技術的安全性，該技術的實際應用場景較少，對應的故障自動識別以及定位、隔離技術均有較大的進步空間。

4 配電網饋線組自動化應用

4.1 配電網饋線組自動化案例

本文圍繞實際配電自動化工程展開分析，該工程所涉及的區域內共設有10 kV公用配電站1 500座，并配有145條線路，電纜化率達到96.57%，區域內的聯絡率高達100%。該工程饋線可分為4個區段，當下供電可靠率達到99.982%。

該區域采用的是4分段聯絡接線方式，如圖1所示。結合圖中信息進行分析可知，#1為母線，共配有4個開關，其中S1代表的是母線出口斷路器，剩余3個則為分段開關。U1-U4分別代表各個分段設有的配電站個數，聯絡1-4指的是饋線的4個聯絡。

圖1 典型4分段4聯絡接線示意

通過此次饋線自動化改造，旨在將區內供電可考慮提升至99.9%的水平。由于區域內電纜化率較高，同時考慮到資金等因素，最終將集中性饋線自動化作為本次工程的主要方式。具體內容有：①對配電自動化主站進行優化配置；②對線路以及站點設備展開全面升級；③進行配電自動化改造；④搭建用電通信網絡，提升信息整合質量。基于效益性原則，在充分滿足本次供電可靠率改進要求的同時，力求最大程度縮減停電時間。因此，對區內的145條饋線進行了全面改造，基于不同的配置方法對饋線進行了優化，具體如表1所示。

考慮到區內大多采用地下電纜供電方式，因此在優化配置時并未設置重合器方式。本次饋線自動化配置共耗費資金3.5億元，相較以往，停電時間投資成本減少了0.43 h/億元。

4.2 全自動式配置方式

在確保供電可靠率達到99.9%的基礎上，最大限度縮減停電時間，依據上文所介紹的優化方式，最終對區內的145條饋線進行了全自動化配置，具體如表2所示。

4.3 分析

隨著改造投入資金不斷增多，將會逐步提升供電可靠性，但應注意，當可靠性達到某一極限水平后，隨著投資成本的增多，帶來的可靠性效果并非表現出完全的正比關系。在對城市配電網進行優化時應時刻圍繞自動化建設的準則展開，應增強配電終端與通信系統之間的協調性，杜絕出現邊建、邊改現象。全自動化方案有很多，饋線自動化只是該體系內的一種可行方案，在本項目中重點圍繞半自動化配置方案展開。

5 發展情況

目前，全國范圍內都逐步加大了配電自動化建設力度，各省網也已經陸續開展了此方面的工作，尤其體現在城市核心區的改造工程中。在對城市核心區進行改造時難度較大，該項工程需要改變固有的配電網設備，并重新進行配置，因此存在施工困難、成本耗費大的問題。

在配電網自動化建設過程中，需要充分分析城市的形式與特點，以內部各區域的供電可靠性需求為準則，充分考慮單位停電時間要求，從而制訂出科學、合理的優化方案，增強電網的可靠性。部分地區對于可靠性的需求較低，因此以重合器式為佳，從而減少了通信網建設以及自動化改造等方面的工程量。

6 結 語

本文圍繞實例展開分析，提出了饋線自動化改造的具體方案，從而將區內供電可靠率提升至新的水平，具有一定的參考意義，但依然存在很多不足，諸如工程外界因素、配電終端數量等都有待深入研究。

主要參考文獻

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