配電網饋線自動化技術及其應用

呂根

摘要：近年來，配電網自動化發展迅速，饋線自動化作為重要支撐技術，其應用情況直接關系到整個配網的運行。基于此，合理布置饋線自動化技術方案，提高其運行水平，對于保證配電網的安全可靠性具有重要意義，本文圍繞此展開具體分析。

關鍵詞：配電網；饋線；自動化技術

1饋線自動化技術現狀

縱觀國內各大電網公司可知，其在10kV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饋線自動化技術的實現

2.1故障診斷流程

故障處理最為饋線自動化技術的主要功能，在系統中主要是通過智能集中與智能分布相結合的形式所實現的。這種技術形式和以往的重合閘形式相比更具可靠性、靈活性，可根據電網參數、結構的實時情況，在線進行故障診斷，并掌握故障的變化情況，能夠對包括饋線線路故障、瞬時或永久故障、一環多次、多線路同時等多種形式的故障進行在線處理，避免了以往重合閘操作的方式故障處理模式對線路的震蕩及沖擊損害。

故障的診斷流程主要為技術實現流程原則為：以配電網終端作為基礎進行故障檢測—以子站作為區域的控制中心—以主站作為集中管理的中心。這其中通過子站負責所在區域的饋線故障查詢、分析、位置確定、上報以及當地的及時隔離，同時為了降低故障帶來的影響，需要通過計算分析為非故障區域提供供電方案，保證供電正常。如果子站不能對故障部分實現成功隔離，需要及時將故障上報到主站中，由主站負責協調，計算處理方案。具體分為以下幾個饋線自動化技術實現流程。

（1）由子站發出故障信息與處理結果，傳送至主站，使主站及時掌握故障情況。

（2）如果經分析計算，得出故障恢復與配電網重構不能僅由某個子站所實現，而是需要多子站共同協調完成的結論，那么需要由主站協調多子站共同操作，以多子站聯動機制處理故障。

（3）故障處理需根據故障實際情況，選取適宜的干預方式，如針對小型配電網中的小型故障，可由系統完全自動化排除故障，如果故障較為復雜，則需要采用自動及人工方式聯合干預。

（4）在自動與人工聯合干預的模式中，先由根據故障診斷等進行計算，提供多種故障排除備選方案，再由操作人員選取最佳方案進行故障排除、隔離與恢復供電。

2.2故障識別的自動化技術

對于故障識別，在配電網饋線自動化系統當中，FTU模塊主要是實現對故障類型以及相關信息數據的識別工作，并以FTU中的采樣電流利用電流瞬時值作為故障的判別依據。例如：如果配電網出現單相接地故障時，接地點零序功率分量會與會與和正常電路的相位呈現相反的情況，同時沒有發生故障的相位，其電壓會是發生故障相位電壓的1.5倍以上，由此系統可以判定配電網出現了單相接地故障。由于我國現階段，大部分配電網都采用了中性點不接地等零序分量幅值小的模式，給單相接地故障的判斷增大了難度。因此，配電網饋線自動化系統，還可以在主站中增加開關操作序列等功能，利用拉赫開關排除法，提高識別單向接地故障的準確性。

3配電網饋線自動化技術的運用

3.1 FTU/DTU的故障處理

自動化系統終端FTU/DTU以電流、電壓實時分析采樣的方式，實現判斷包括故障的性質、數據信號、故障數據、信息上報等功能，同時還可進行子站的故障處理操作，簡而言之，饋線終端在FA技術運用的過程中扮演著操作執行者的身份。由主站系統向饋線終端提供故障發生時包括電力、電壓等各類特征量參數，饋線終端對比采樣值和特征量，以此判定故障性質及類型，并實施相應的故障處理工作。

3.2架空線路的故障處理

柱上FTU與柱上開關、系統子站、主站等相配合，共同完成架空線路的故障自動化檢測。其中故障檢測石油FTU所負責，定位則有FTU與子站共同協作所完成，故障隔離、供電恢復需要由FTU、子站、主站等共同配合所完成。以某電力網絡架空線路為例，該線路上兩條手拉手架空線其供電來源均為一所變電站，即包括聯絡、分段在內的所有開關都是由一個配電網饋線自動化系統的子站所負責監控，那么包括故障隔離、供電恢復等操作均是此子站所完成。如果這兩條手拉手架空線路不是一個變電站提供供電來源，那么這兩條架空線路則是分別由系統子站A、B分別監控，并分別負責架空線路的故障處理、恢復供電等操作。

3.3配電網饋線自動化技術運用過程中的時間分配

電力系統當中常見的故障可以歸納為兩種：永久性故障和主干線路故障。以架空線路為例，當其出現永久性故障的時候，相關的變電站會對其進行斷電保護動作，并嘗試通電，此過程大約需要3到5秒的時間。如果在此過程中通電不能成功，那么則判斷配電網出現了主干線路故障。配電網饋線自動化系統的子站將承擔對變電站的保護動作信息，跳閘信息等故障的收集工作。在對故障發生的位置進行定位時，所分配的時間大約為1秒。如果采用RTU對采集到的信息進行轉發，所分配的時間大約為3到5秒時間。由主站實施供電恢復大約需要3～6s，主要通常每個開關的恢復在2s左右，大多數情況恢復1～3個開關即可實現供電恢復。這樣利用配電網饋線自動化技術，從實現故障的監測、定位以及隔離回復，大約需要幾分鐘的時間就可以完成，極大的提高了配電網故障的檢修效率。

4結束語

在社會發展新時期，我國對電力的需求不斷增加，在這種形勢下，我們必須提高配電網運行的水平。在配電網運行過程中，饋線自動化技術的應用在很大程度上提高了配網故障的處理效率，對于配電網的安全高效運行具有重大意義。近年來，隨著經濟社會的發展和科學技術的發展進步，配電網饋線自動化模式不斷改進，向著更加智能化的方向發展，提高了故障處理的自動化水平，縮短了恢復供電的時間，在更大程度上提高了配電網供電的可靠性，使配電網能夠更好地為我國經濟社會發展和人們的生產生活提供電力服務。

參考文獻：

[1]朱國恒. 配網饋線自動化的研究及其在番禺配電網的應用[D].華南理工大學，2010.

[2]蘇國志. 基于面保護配電網饋線自動化的研究[D].遼寧工業大學，2014.

（作者單位：國網天津市電力公司寶坻供電分公司）