10kV饋線自動化在縣域配網(wǎng)中的應(yīng)用研究

楊振魯

(華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450045)

十年來縣域配網(wǎng)經(jīng)歷了3 次全國范圍系統(tǒng)的升級改造，目前大部分縣域電網(wǎng)已成功地實施了縣調(diào)自動化及變電站（110kV、35kV）自動化，為實現(xiàn)縣域10kV 饋線自動化創(chuàng)造了較好的條件。饋線自動化是指饋線發(fā)生故障后，自動、快速檢測出故障并隔離此故障區(qū)域，恢復(fù)非故障區(qū)域正常供電的一種技術(shù)。因此使用饋線自動化技術(shù)可以很好地解決上述問題，目前根據(jù)原理的不同，饋線自動化技術(shù)有以下兩種分類：一種是基于自動化開關(guān)設(shè)備的饋線自動化系統(tǒng)，另一種是基于饋線終端設(shè)備(FTU)的饋線自動化系統(tǒng)。

1 基于自動化開關(guān)設(shè)備的饋線自動化系統(tǒng)

1.1 基于自動化開關(guān)設(shè)備的饋線自動化系統(tǒng)原理和作用

原理：不依賴于通信，根據(jù)短路時出現(xiàn)的短路電流，靠多次重合閘找出故障區(qū)段并進行隔離，主要用于輻射線路。

作用：正常供電時，實時檢測饋線干線和支線所有開關(guān)電流、電壓情況，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)異地或就地的合閘與分閘操作；而發(fā)生故障時，自動判斷和隔離饋線故障區(qū)段，通過一系列動作恢復(fù)非故障區(qū)供電。

1.2 自動化開關(guān)設(shè)備

自動重合器的定義： 所謂重合器就是可以檢測故障電流，具有多次重合功能和自具功能的控制器，在線路正常運行時起到斷路器的作用。

分段器的概念及作用：它是一種與電源側(cè)前級開關(guān)設(shè)備相配合，在發(fā)生欠壓或失電的情況下自動分閘的開關(guān)設(shè)備。它廣泛地應(yīng)用在配電網(wǎng)線路的分支線或區(qū)段線路上，用來隔離永久性故障。

電壓一時間型分段器：電壓一時間型分段器是根據(jù)開關(guān)兩側(cè)電壓有無的時間來調(diào)整其動作，一般失壓后會分閘，而加壓后會合閘或直接閉鎖。

1.3 放射式電網(wǎng)的重合式分?jǐn)嗥鲃幼鞣治?/h3>

當(dāng)一條放射式線路的某個區(qū)域內(nèi)發(fā)生永久性故障時，分段器記錄下重合器開斷電流的次數(shù)(或是開斷電流后延時分閘)，一旦記錄的開斷電流次數(shù)等于設(shè)定的參數(shù)(或延時分閘時間等于設(shè)定的參數(shù))，分段器將會進行分閘閉鎖動作，隔離此區(qū)域，之后重合器繼續(xù)重合，恢復(fù)其他線路正常供電；發(fā)生瞬時性故障時，重合器重合動作，所記錄的重合器的開斷次數(shù)(或所有分閘時間)少于設(shè)定的參數(shù)，分段器繼續(xù)合閘并將記錄的開斷電流次數(shù)（累計分閘時間）全部清零，線路恢復(fù)正常供電。

2 基于饋線終端設(shè)備(FTU)的饋線自動化系統(tǒng)

隨著縣城國民經(jīng)濟、 社會發(fā)展和人民生活用電需求的提高，縣城電網(wǎng)10kV 主干線路越來越多采用環(huán)網(wǎng)接線，主網(wǎng)線路開始實現(xiàn)多分段、手拉手供電，這就要求在線路發(fā)生故障時，能夠在不斷電的情況下，迅速定位故障，隔離故障并及時恢復(fù)供電，同時通過相應(yīng)的通信通道，實現(xiàn)“四遙”功能（遙控、遙測、遙信、遙調(diào)）。因此這種情況下，基于饋線終端設(shè)備(FTU)的饋線自動化系統(tǒng)便是很好的選擇。

2.1 基于饋線終端設(shè)備(FTU)的饋線自動化系統(tǒng)的原理

原理:FTU 分別采集所對應(yīng)的柱上負(fù)荷開關(guān)的數(shù)據(jù)，如電流、電壓、功率和開關(guān)的方位、操作機構(gòu)情況等，不間斷地將收集數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心，同時接收自動控制中心的命令對應(yīng)的柱上開關(guān)動作，線路發(fā)生故障時記錄下故障前后的數(shù)據(jù)，例如最大故障電流、功率、電壓及故障前的電流等，記錄數(shù)據(jù)后發(fā)送給控制中心，經(jīng)控制中心解析后確定線路的故障區(qū)域并制定恢復(fù)供電方案，以遙控方式自動隔離故障恢復(fù)供電。

2.2 配網(wǎng)自動化主站及FTU

縣城配電網(wǎng)自動化主站是整個系統(tǒng)的核心，它不僅具有配電網(wǎng)SCADA 功能，還能為DMS 系統(tǒng)應(yīng)用提供在線和離線支持平臺。

FTU 是整個饋線自動化系統(tǒng)的終端設(shè)備，將柱上開關(guān)、通信系統(tǒng)、主站緊密連接，來實現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控，對饋線中的開關(guān)及環(huán)網(wǎng)柜進行數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)設(shè)備。

2.3 故障區(qū)段判斷和隔離

故障判斷和隔離原理：對于手拉手運行的環(huán)網(wǎng)，必須根據(jù)流經(jīng)饋線所有開關(guān)的故障功率方向才能判斷出故障區(qū)域，此時必須進行收集電流和電壓數(shù)據(jù)。當(dāng)收集某個開關(guān)電流數(shù)據(jù)超過其整定值時，表明有故障發(fā)生，如果與此區(qū)域相連的各開關(guān)的故障功率方向均指向此區(qū)域時，判斷此段為故障區(qū)域；當(dāng)線路發(fā)生故障時，所有開關(guān)的數(shù)據(jù)由對應(yīng)的FTU 經(jīng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞到上級控制中心（SCADA），由控制中心根據(jù)各開關(guān)的數(shù)據(jù)，判定故障點所在區(qū)域，下達(dá)命令至相應(yīng)的FTU，由FTU 對故障區(qū)域兩側(cè)開關(guān)進行分閘操作與出線開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘動作。

3 結(jié)語

縣域配網(wǎng)考慮以上兩種配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的原理和各自的適用條件，基于自動化開關(guān)設(shè)備的饋線自動化系統(tǒng)適合用在單輻射線路上，比如縣城的環(huán)城線路、城郊單回線路等農(nóng)網(wǎng)、負(fù)荷密度小的偏遠(yuǎn)地區(qū)或供電途徑少于兩條的電網(wǎng)。基于饋線終端設(shè)備(FTU)的饋線自動化系統(tǒng)則適合擔(dān)負(fù)政府、學(xué)校、醫(yī)院等雙電源或多電源的手拉手配網(wǎng)線路以及供電可靠性要求高的電網(wǎng)區(qū)域。

[1]姜小玲.探討供電企業(yè)電力營銷中的若干問題及解決措施[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2011(20).