10kV配電網饋線自動化的方式及應用探究

梁潤銓

【摘要】隨著國民經濟的迅速發展和改革的深入，電力工業也在迅速的發展，而人們對于電力的需求也在日益增加，同時對于供電的可靠性和穩定性及質量性的要求也越來越高。而配電網中應用的饋線自動化技術，則是提高供電可靠性和穩定性的直接有效的方法。本文介紹了10kV配電網饋線自動化的基本模式，總結了這些方式的特點和基本應用。

【關鍵詞】配電網;饋線自動化;方式及應用

1.引言

隨著社會的進步和經濟的發展，配電網的發展在很大程度上取決于配電網結構的可靠性、經濟性、靈活性和合理性，隨之建設投資和政策的出臺，市場也給配電網自動化技術帶來了前所未有的發展機遇。因此電力企業實現配電網自動化是勢在必行的，而饋線自動化可實現每條饋線運行方式和數據的監視，同時也讓供電更可靠、服務更全面、投資更節省，是自動化的重要內容之一。

2.實現饋線自動化的方式

因為我國10kV配電網線路主要以架空為主，所以實現饋線自動化是首要任務，它能夠經濟、高效地實現其功能。基于饋線自動化系統最重要的是重合器和分段器。

重合器是一種具有控制和保護功能的開關設備，能夠按照預定順序來自動實現開斷和重合動作，并且在其后還能自動恢復或閉鎖。分段器是一種與電源測前級開關配合，在失壓或無壓電流情況下自動分閘的開關設備。

因為大多數的電線故障都屬于是瞬間故障，所以使用重合器隔離能夠極大的提高供電的可靠性，減少人為的復雜化;由于重合器的智能程度高，所以能讓配電網獨立運行，不依賴通信系統等，故重合閘是發生瞬間故障后快速排除故障并恢復供電的有效手段。

3.饋線自動化系統功能

3.1 遠程控制

遠程控制是指饋線自動化主站在一次接線圖上對饋線上的開關進行分合操作。首先需要檢查人員具有相應的操作權限，繼而才能檢查操作對象是否能夠進行遙控操作。然后操作人員將操作對象的名字逐一核實，并向另一操作人員發送請求監護的命令。當另一操作人員審核無誤后才能繼續。當發送了“預置”命令后，如果遠方的自動化裝置在指定時間內沒有收到返校信息，則認為遠方開關或自動化裝置異常。

3.2 事件報警

事件的報警源分為：遙信量變化，通信故障，遠程控制，自動化系統定義的其他報警等。

事件報警的形式：告警窗口的文字顯示，畫面提示，手機短信提示，聲音提示，打印告警內容等。

3.3 圖形顯示

圖形編輯是將用戶自動一的圖形移動、旋轉、變形以及和數據庫連接，從而生成所需要的畫面。從而可以在一幅畫面中出現數據和圖表，可以用多種顏色顯示曲線。此外圖形編輯還提供多平面、多層次的畫面編輯功能。

圖形瀏覽顯示時配以實時采集的遙測和遙信數據。監控人員可以通過不同的平面從不同的側面了解和觀察實時運行的情況，同時和可以通過圖形瀏覽這一功能進行各種人工操作，從而達到控制電網的目的。

4.饋線自動化的方式

4.1 電壓型自動化方式

電壓型自動化方式又稱為當地控制方式，是通過重合器來實現，當饋線失壓時重合器就會跳開，然后按照時間的順序試各個斷路器，最后才判斷出故障區段，從而隔離故障，并恢復非故障區域內的供電。目前這種方式的饋線自動化方案有：多級重合器、重合器和重合分段器配合、重合器與分段器配合這三種方案。

電壓型方式在故障隔離和自動恢復供電這兩個階段時，供電由重合器自身完成，不用主站去控制。所以投資方面可以節省，且成效還快。但是這類方式只適合配電網比較簡單的系統，而且對斷路器的性能要求較高。

4.2 電流型控制方式

電流型控制方式又為遠方控制方式，是通過負荷開關、主站系統與FTU來實現的。其方式是先由FTU檢測電流來判定故障，從而故障信息就會送到主站，由主站判斷故障區域后，再發遠控命令去控制開關的動作，便可實現故障隔離和恢復非故障區的供電。

電流型自動化方式引進了配電自動化系統，因此在故障定位、非故障區域的自動恢復方面變得更加迅速，對于配電系統的沖擊也小;但是正因為自動化的引進，所以更需要高質量的通訊通道及計算機主站，對于通訊系統的要求也較高。

4.3 時間型自動配電開關方式

時間型自動配電開關方式是使用重合器與分段器配合，原理是通過分段器對電壓變化;時序配合和重合器的動作來判斷和隔離故障區。應用如下：

圖1 時間控制方式輻射型接線圖

①輻射型

如圖2，圖中A為饋線斷路器，B、C、D、E為帶控制器的自動配電開關。當c段發生瞬時故障，A保護動作，B、C、D、E均線路失壓而跳閘，經過1s后A重合閘，B檢測到電源有電壓后延時合閘，而C經過7s再延時合閘。因為是瞬時故障，C合閘后則會保持合閘的狀態，D則要經過14S延時合閘，E經過7s延時合閘，此時線路會恢復到正常供電狀態。

②環型

圖2 時間控制方法環形圖

圖2中A為饋線斷路器，B、C、D、E為帶控制器的自動配電開關。當c段是永久性故障時，A保護動作跳閘，B、C、D也失壓跳閘，E失壓并開始延時合閘計時。A經過1s首次重合，B受電后延時7s合閘，C受電后延時7s合閘。因為故障區域內的故障未消除，C合閘后A保護動作跳閘。C為區內故障，B因失壓跳閘，D檢測到故障電壓，A經過 100s第二次重合，B經過7s延時合閘，E經過125s延時合閘，非故障段自動恢復供電。

5.配電網饋線自動化的應用

5.1 項目簡介

鶴山市共和鎮位于珠江三角洲中南部，鶴山市南部，毗鄰江門市區、新會市。全鎮總面積90.07平方公里，屬丘陵地區，下轄12個村民委員會，101個村民小組和一個居委會。總人口2.3萬人。從其電力系統結構上來說，直接向鎮內供電的110kV變電站有2座，平均用電負荷8.5兆瓦。這2變電站擔負著向鎮區所有居民生活用電和向部分工礦企業生產用電供電的使命。從長期使用來看，其中有南豐線、東區線兩條線路的可靠性不高，而大部分的線路故障來自于線路支線和用戶終端本身。因此為了提高鎮區配電網供電的可靠性，必須對其兩條線路進行改造。

5.2 電網結構

為了實現饋線自動化，建立可靠的通信網絡。為此在饋線自動化主站、柱上FTU等處，建立了光纖自愈環通信網絡。為了節省通信資源，采用同一根光纜里的四根光纖形成自愈環通信網絡。

5.3 故障處理

2013年9月25日，某支路上發生故障，南豐線#59塔斷路器事故分閘，經過一次重合閘不成功，主站系統判斷為永久性故障，饋線自動化功能啟動，并收集FTU上的故障電流表計，其中只有051A分段開關上有故障電流流過。通過饋線自動化系統及時、準確的給出故障處的處理策略，并在線自動進行了故障隔離和恢復供電，所花時間不到一分鐘，證明了該系統能夠根據實際故障的情況，快速、正確給出合理的故障處理測量，滿足配電網的要求。

5.4 配電網饋線自動化的作用

自從共和鎮區配電網采用了饋線自動化之后，提高了當地供電的可靠性和服務質量，提高了企業自身的經濟效益和管理水平。因為減少了停電時間，所以使用戶減少了停電的損失。而在正常情況下，饋線自動化系統可以充分發揮現有設備的容量，降低線損，使得配電網的潛力得到最大限度的使用。在故障發生時能夠及時獲取故障信息，并準確確定出故障區域，快速恢復供電，從而在實際應用中提高了配電網的供電能力。

6.結束語

配電自動化是對配電網上的設備進行遠方實施監控，協調及控制的一個系統，是現代計算機技術和通信技術在配電網上的一種應用，因為饋線自動化可以極大的提升配電網工作的可靠性和穩定性及工作效率。

在未來配電網技術的發展，除了要保證供電的質量，確定故障區域和及時處理故障部位、恢復線路供電和降低網損外，還應當要不斷的提高客戶的用電實時情況和反饋，同時還要加強與其他系統的數據共享。

參考文獻

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