淺談智能分布式在配網自動化探索

紀樹江

（廣東電網有限責任公司汕頭供電局，廣東 汕頭515000）

1 智能分布式就地饋線自動化簡介

智能分布式就地饋線自動化的應用范圍很廣，主要是在網絡通信領域發揮作用。顧名思義，其自動化種類屬于就地式饋線。具體來說，其功能和價值是對網絡式面和通信規約進行保護，以保障其運行正常。目前主要將智能分布式饋線自動化分為兩類，即緩動型智能分布式和速動型智能分布式，兩者間的根本區別，是切除故障的時效性差異。速動型智能分布式饋線自動化最大的特點就是運作速度快，能夠在較短時間內內對故障位置進行判斷，并根據實際情況進行相應的調控。使得故障能夠得到高效解決，將線路故障對供電穩定性造成的影響降到最低。其各部分線路采用的開關全為斷路器，同時還設置有網絡式面保護裝置，通信規約的類型為IEC61850+GOOSE，并廣泛使用光纖以太網來實現各終端間的連接。與之相對的，緩動型智能分布式饋線自動化對故障的解決效率相對較低，線路所采用的自動化開關則為負荷式，在線路出現異常情況時，這類自動化不會對故障予以解決，而是開關自動跳閘。基于其工作原理，緩動型智能分布式在變電站的應用價值較為優良。

2 智能分布式饋線自動化邏輯思路

2.1 速動型智能分布式饋線自動化的故障診斷邏輯

①變電站電源側主干線發生故障F1

a、故障電流傳輸至CB1，其檢測到異常，自動跳閘進行保護，通常能夠延時300 毫秒；

b、故障電流傳輸至K1、K5，其檢測到異常，開關K1 自動發揮失電延時分閘關閉鎖的作用，能夠為分閘爭取到200 毫秒的時間；

c、當開關K10 單側失去電壓，將自動開啟延時功能。只有收到來自K1 開關已經將故障電流隔斷的信號，才會自動結束延時，在2 秒內發出合閘信號，直到合閘順利完成。

②配電房分支線發生故障F2

a、在K8 后半部分有異常現象出現時，多個開關包括K1、K5、K8 等都將檢測到故障電流，但此時只有開關K8 才設置有相應解決措施，并進行相關操作，自動開啟保護，切斷開關；

b、除開關K8 外，上述能檢測到異常的其他開關均屬于后備裝置，運行狀態沒有變化。當故障完全解除后，各開關接收到反饋信息，繼續按照常規狀態運行。

③主干線故發生故障F3

a、開關CB1 以及K1、K5 均檢測到電流異常，此時做出反應的只有K5，該開關自動跳閘，并承擔著向其他部位發送信號的責任；

b、開關K6 未檢查到有電流通過，在這種情況下，該開關收到K5 的故障信號后，進行跳閘操作，在完成這一操作后，向其他部分發送故障已隔離的信息；

c、開關K10 在其單側失去電壓后，自動開啟延時功能，在只有在接收到開關K6 的信號，才結束延時。接著在2 秒內完成合閘操作，并發送相應信號。

2.2 緩動型智能分布式饋線自動化的故障診斷邏輯

①變電站電源側主干線發生故障F1

a、CB1 感受到故障電流后，速斷保護（300ms）動作；

b、K1、K5 均無感應到故障電流，K1 分閘閉鎖，發“故障隔離”信號；

c、CB1 不與F1 通信，啟動重合閘失敗后閉鎖；

d、K10 在單側失壓后，啟動延時，在延時期間收到K1 成功隔離信號，2 秒延時到后發合閘命令，合閘。

②配電房分支線發生故障F2

a、當K8 后段故障，CB1、K1、K5、K6、K8 感受到故障電流，K8 滿足常規電流保護動作條件，啟動電流保護功能，跳閘；

b、CB1、K1、K5、K6 處于后備狀態；在故障點切除后，終端狀態返回，開關狀態無變化。

③主干線故發生故障F3

a、CB1 感受到故障電流，速斷保護（300ms）動作；

b、K1、K5 感受到故障電流，K5 滿足故障跳閘條件，跳閘，發“故障切除”信號；

c、K6 沒有檢測到過流，在失流后收到K5 的“故障跳閘”標志信號后，進入“分閘并閉鎖”，發“故障隔離”信號；

d、K10 在單側失壓后，啟動延時，在延時期間收到K6 成功隔離信號，2 秒延時到后發合閘命令，合閘，發“轉供電成功”信號。

3 智能分布式饋線自動化方案特點

智能分布式饋線自動化方案具有以下特點：

a、簡化邏輯，特別是緩動型智能分布式邏輯，分支線不執行智能分布式策略配置。

b、母線電壓采用線路雙側PT 加開關位置合成。控制面板指示燈增加了智能分布式通信異常告警燈。

c、定義了“故障切除”“故障隔離”信號，規定了“智能分布式功能啟用/閉鎖”、“故障切除成功/失敗”、“故障隔離成功/失敗”，“轉供電成功/失敗”，“轉供線路過載”，“網絡通信故障”，“聯絡開關確認”，“信號復歸”等智能分布式饋線自動化信號并配置在主站光字牌。

d、規定了互操作事項必須在互操作設備的事件記錄中記錄。

4 智能分布式容錯機制

4.1 當開關判斷與相鄰開關通信異常時，如果檢測到故障電流，在失壓無流后跳閘并向主站發出“通信異常”及“事故跳閘”信號。線路上其他開關按照正常邏輯進行事故處理（緩動）。

4.2 當開關拒動時，開關向雙側開關發出“開關拒動”信號，并向主站發出“開關拒動”信號。拒動信號發出4 秒后復歸。上一級開關接收到拒動信號，如果檢測到故障電流則發出分閘指令并在開關動作后發出“故障切除成功”信號；如果開關接收到拒動信號，但未檢測到故障電流則發出分閘指令，并在開關動作后發出“故障隔離成功”信號。

5 自動化開關選型及附屬設備配置技術要求

10kV 斷路器柜自動化成套設備：

（1）采用模塊化設計的成套設備。配置斷路器本體、具備通信模塊的控制單元、三相CT、獨立零序CT。

（2）配置網絡式保護（緩動型智能分布式）、電壓- 電流型饋線自動化速斷、過流、零序保護及自動重合閘功能，具備遙控功能。

（3）自動化成套設備配置進線及出線線路PT，母線電壓可采用獨立母線PT，也可采用進出線電壓合成方式并有獨立的母線電壓端子及獨立的母線電壓遙測量上送主站。

（4）配置兼有無線通信與網絡通信的通信安防模塊，具備加密功能。

6 智能分布式需改進及應用前景

智能分布式結合以整條饋線組為單位進行改造建設，目前國標沒有制訂統一的技術規范，存在不同廠家點對點之間通信互聯互通的制約和策略邏輯有不同實現方式，建議同一饋線組采用同一廠家設備。其特點可以適應網架較為復雜的電纜線路和混合線路，對供電可靠性要求高的A+類地區和政府、商業等，停電到轉供電實現毫秒級突破。