配電網饋線自動化故障處理模式的比較及優化

摘 要：伴隨著我國經濟的不斷發展，配電網的結構已經變得越來越龐大而且越來越復雜。同時，用戶對供電的質量及其可靠性的要求也在不斷的攀升。作為電力部門正急需要進一步的提高駕駛現代電網的技術能力，實現配電自動化已經成為一種必然的選擇。本文對當前的饋線自動化模式進行了分類、比較及分析，并對其優缺點進行了評述；最后在對各種模式進行綜合比較的基礎上，提出了饋線自動化故障處理的最優模式。

關鍵詞：饋線自動化；模式；故障處理；通信

1 引言

現在，我們經濟社會水平正在快速地發展，伴隨著現代水平的逐漸提高，人們對于現代電能的質量及可靠性，已經提出了新的更高的要求。傳統的配電網在設備、管理和結構方面已經難以適應當前電網的快速發展需求。因而，如何將配電網建設工作做好，將配電網的管理水平進一步提高，如何全面實現配電自動化已經成為了一項急切的任務。

實現配電自動化的目的，是為了將配電網的供電質量和可靠性進一步的提高和改善，為用戶提供更優質的服務，從根本上實現總體費用的降低。同是，配電自動化還是一項集合了通信、計算機、控制和現代化設備管理一體化的綜合性的信息管理系統。里面包含了監視控制和數據采集、故障處理（饋線自動化）、設備管理/自動繪圖/地理信息系統、負荷管理及高級應用軟件等多種功能。

2 配電網系統饋線自動化的實施模式

要讓饋線自動化得以實現，其主要方式是采用負荷開關或是斷路器將饋線劃分為若干的區段，通過對區段的控制，實現饋線的分段監測和控制功能。而線路分段故障隔離技術的應用，將能夠很好地實現變電站保護和線路設備保護兩者之間得到有效的配合。現時，配電網系統饋線自動化的實施模式可以分為兩種：一種是無通信智能模式；另一種則是有通信智能模式。

2.1 無通信智能模式

無通信智能模式指的是在現場的饋線運動終端具有自動判斷、隔離故障和網絡重構的功能。在沒有通信和主站系統參與的情況下，能夠使用具有就地控制功能的線路自動重合器或者是分段器，將故障進行自動隔離并恢復供電，不進行數據采集及無遠方通信。由故障的判斷原理進行分類，我們可以將無通信智能模式劃分為電壓時間型故障處理和電流計數型故障處理兩種不同類型。

2.1.1 電壓型故障的處理。電壓型故障處理這種模式的工作原理主要是：將斷路器或者是重合器安裝在變電站的出線處，饋線進行分段時采用電壓-時間型的分段器。這種模式建立后，一旦線路發生故障現象，重合器/斷路器便會自動進行分閘，這時分段器便會在完全失壓的狀態下進行跳閘。這時候，重合器（斷路器）的延時重合便得以實現，分段器則依次地按照預設時限的順序來進行延時，在一定的時間里面自動合閘。若故障區域再一次出現合閘，重合器（斷路器）便會出現再一次的分閘。這時，位于故障區域旁邊，與故障區域最為靠近的分段器，便會在合閘后的一個時間段內再次檢測出失壓狀態，跳閘閉鎖現象再一次發生，實現故障隔離，重合器（斷路器）便出現第2次的重合，這里如果出現再一次的合閘到故障區段，重合器/斷路器便會再次分閘。那么，在最接近故障區段的電源側的分電源側的非故障區段供電便得以恢復；聯絡開關一旦在檢測到其中一側失壓之后便可以延時合閘，將負荷側非故障區段供電恢復。

2.1.2 電流型的故障處理

這種故障處理模式包括：重合器（斷路器）搭配電流計數型分段器和雙重合器模式。下面，我們繼續對這兩種模式進行探討和說明。

（1）重合器（斷路器）搭配電流計數型分段器。這種模式具有很大的優勢同時也存在一定的缺陷，其最大優點在于無需通信，投資少。如果與電壓型分布處理進行比較，這種模式的分段開關動作次數相對較少，故障恢復的速度比較快。不足之處在于：一旦饋線長，線路分段比較多的時候，這模式便需要將變電站重合器（斷路器）的重合次數增加；若靠近電源的區段發生故障，出線開關的重合頻率次數便會因此而變多，將會對系統帶來較大的沖擊。而對于環網結構，容易導致供電恢復時，非故障區域出現停電現象。

（2）雙重合器模式。雙重合器模式，也就是“重合器+重合器”模式。這是一種饋線的分段開關采將重合器進行的，在故障發生了之后，能夠根據設定好的曲線情況，將延時分閘自動實現，在雙重合器曲線的配合下，實現故障隔離的一種模式。

這一種模式在進行故障處理時，同樣是在不需通信的前提下，有效縮少故障發生之后的停電范圍及減少出線開關的動作次數。同樣，這種模式也存在著不足之處：投資成本高，在分段多時饋線比較長，對于保護級差的配合比較困難，延時增大出線開關的速斷保護等。

2.2 有通信智能模式

有通信智能模式指的是現場FTU具有自動故障的判斷隔離和網絡重構的能力，可以不需要主站系統和通信的參與，但是卻需要配置多種的通信模塊的一種模式。

在處理饋線故障過程里面，FTU和當地的智能終端能夠實現對故障的隔離、故障的識別等功能。在開關動作之后，FTU通信模塊能夠迅速實現利用光纖、無線等多樣的通信方式將警告信息上傳至后臺，有效降低運作人員查找故障的時間。這種模式實現了將主站緊急控制部分功能進行下放，將FTU和當地智能終端的控制功能增張，在進行前期建設過程中，可以考慮到無線通信方式的使用。

2.3 饋線自動化的實施模式的比較

無通信智能模式常規下對于一些結構比較簡單的網架、并不需要具備通信條件或者是通信并不完善的場合是比較適用的。無通信智能模式能夠很好地實現非故障區段供電的恢復，故障隔離，有效縮少停電范圍，縮短停電時間。但是卻不能實現遠程的控制，不利于現有信息管理系統中數據的共享。

有通信智能模式則能夠做到在配電終端正常運作情況下，實現信息的交換。若故障發生，聯絡開關后的FTU便能夠根據自身情況、故障區內配電終端的具體情況，確定負荷的能否轉移。有通信智能模式能夠將配電自動化里面的緊急控制功能盡可能地下放到饋線終端的裝置上，進一步地將保護功能的獨立性、完整性強調。同時，對于消除配電網的自動化系統里面的信息孤島現象也是十分有利的。

3 饋線自動化模式的優化

這里，我們所提出的優化后的饋線自動化故障處理具體如下：

（1）通信正常，但配電網還沒最適合的能讓供電多電源網絡迅速恢復的方案。這時，建議使用面保護故障就地分布的處理方式。這種處理方式的饋線上分段開關的FTU以及與其相鄰的FTU能夠進行故障信息交換，通過進行邏輯的判斷、運算、將故障區段進行有效隔離，同時將送電恢復。

（2）通信正常，而且配電網擁有著最適合的恢復供電的復雜網絡、多電源方案。這時，最適合的處理方式依然是使用基于面保護的故障就地分布的處理方式。而對于負荷側非故障區段的供電恢復，則可以使用集中的控制模式。

（3）通信中斷后，饋線上面各個FTU自動執行基于點保護的就地分布式故障處理。這時，我們可以考慮將電壓型和電流型智能控制器的功能進行有效結合，最終形成“電壓與電流搭配的混合型”的新的智能控制器；或者是考慮將電壓型分段器、重合器進行混合使用。

4 結束語

本文對分別對多種的饋線自動化故障處理的模式，及其應用的優缺點進行分析，最終提出一種優化后的新型模式，希望能夠成為參考。

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