饋線自動化在配網調度中的應用

張紹何

摘 要：饋線自動化是配網自動化中的關鍵環節，將其應用于配網調度中能夠大大提高配網的安全性和可靠性。闡述了饋線自動化的概念和當前的發展狀況，分析了饋線自動化的目的和功能，并預測了未來配網發展的方向。

關鍵詞：配網調度；饋線自動化；無功補償；架空線路

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0138-02

目前廣泛使用的架空線柱上的開關通常采取手動的操作方法，如果線路發生故障，則斷開變電站內的開關，以隔離故障點；如果線路上發生永久性的故障，則開關重合失敗，線路停電導致較大范圍的停電。此時需要運行維護人員巡線排查，發現故障點并處理好后再恢復這條線路的送電。為了解決這一難題，饋線自動化技術運用而生。這項技術可以有效防止線路因發生故障而導致大面積的停電以及停電時間長的問題。該技術采用分段隔離的方式，令饋線的電力設備與變電站的繼電保護裝置相互配合，實現對饋線線路的分段監控。如果饋線出現短路故障，饋線的開關斷開，將故障點迅速與主網分離，同時給非故障饋線恢復送電，用這樣的方式防止因故障導致的大面積停電，并減少了非故障區用電客戶的停電時間。在配網中應用饋線自動化技術，能夠有效提高電網運行的可靠性，同時也能降低運行維護人員的工作量，減少運維成本，提高電網的運行效率，從而創造良好的經濟效益。

1 饋線自動化的概念

配網自動化是將配網的拓撲結構、電力設備、用電客戶的信息集成在一起，利用計算器、通訊技術、控制技術和管理技術使配網的運行實現自動化。實現配網的自動化能夠明顯提高電網的整體性能，既提高了電網的可靠性和電能質量，也能優化作業的操作程序，增加供電的服務質量。

饋線自動化是配網自動化的關鍵組成部分，能夠采集饋線上分段開關和聯絡開關的狀態，并監視各條饋線的電流信息和電壓信息。采取遠方操作饋線分段開關或聯絡開關的通斷，可以使配網的運行處于最佳狀態，使電網電力設備的作用能夠充分發揮出來。如果運行中的線路發生故障，饋線自動化技術能夠迅速采集相關故障量數據，對故障點的位置進行準確定位，并操作相應開關斷開或閉合，以將故障點隔離，并恢復非故障區的供電，減少停電的面積和停電的時間，以提高電網的可靠性。同時，由于可以定位出故障點的位置，因此，應用饋線自動化技術可以提高各種異常故障的檢查效率。

2 饋線自動化的目的

配網的饋線大多為架空線路，覆蓋范圍很廣，并且有很多架設于農村。配網上的開關數量非常少，由于運行時間較長，導致老化問題突出，跳閘率較高，降低了饋線供電的可靠性。采用饋線自動化技術能夠有效彌補上述饋線的不足，有效降低跳閘率，縮小停電范圍；能夠使配網架空線路的運維水平得到明顯提高，大大降低線路上開關的跳閘率，有效提高開關的重合閘率；能夠提高電網的整體供電性能。

2.1 提高供電可靠性

饋線自動化技術能夠有效降低線路出現故障的概率。它通過實時獲取饋線和電力設備的信息和數據，對線路的運行進行有效管理，及時發現線路或電力設備的安全隱患，以降低事故的發生率。傳統的饋線管理不能很快明確故障點的位置，需要運行維護人員巡線查找，由于受交通、氣候等條件的限制，發現故障并人工將故障隔離的時間過長，恢復送電時間不能完全滿足用電客戶的需求；而應用饋線自動化技術在幾分鐘內就可以實現故障點的隔離以及恢復非故障線路的正常送電，能夠明顯縮小線路出現故障后開關斷開導致的停電范圍，縮短停電時間，大大降低了線路故障對用戶供電的影響。

2.2 提高電能質量

饋線自動化技術能夠實時監測電力設備的數據，配網運行維護人員能夠采集到供電線路的電壓、電流數據，監控電力的諧波含量。如果電能質量下降，相關人員能夠及時發現并處理，通過采取改變電網的運行方式、調整變壓器的擋位、投切變電站內的電容器等方式，使電能質量在一定程度上得到提升。

3 饋線自動化的功能

由上文所述的饋線自動化的目的可知，饋線自動化需具備以下幾種功能。

3.1 監測電網的運行狀態和定位故障

對于正常狀態，饋線自動化系統主要是對線路的電壓幅值和相位、電流幅值和相位、有功功率、無功功率、開關的狀態進行監測；對于故障狀態，饋線自動化系統通過配置饋線終端設備（Feeder Terminal Unit，簡稱“FTU”）直接對故障進行監測和判別。饋線自動化系統對故障點的自動判別主要依據FTU監測到的故障數據，因此，FTU故障數據采集的準確度非常重要。FTU的監測功能需要與饋線的開關保護相配合，如果線路發生故障，FTU需要在開關的保護動作之前獲取故障數據。如果開關跳開，故障數據則會丟失，導致饋線自動化系統無法定位故障點。為了確保FTU數據以及判斷故障的準確度，需要對故障電流和故障持續時間進行監測，以免因外部的干擾出現判斷錯誤的情況。饋線自動化系統接收到FTU的故障數據后，經過綜合邏輯分析，定位出線路的故障區段，并發出相應的遙控信號，以隔離故障點。

3.2 隔離故障，自動恢復供電

為了使故障隔離所用時間最短，故障信息的處理優先采取底層處理，對于底層處理不能處理的，則報上一級，這樣可提高饋線自動化系統處理故障的時效性。在網絡重構時，應當綜合考慮以下幾點：①確保故障點已經被完全隔離；②重構后線路負荷不超過電源的容量；③重構后要盡量降低線路的損耗；④確保備用電源能夠正常運行。只有滿足上述全部條件后，才能將饋線開關處的開關閉合，將網絡重構。如果不滿足上述條件，則有可能導致故障的影響變大。

3.3 無功補償和電壓調節

饋線自動化系統的無功補償和電壓調節是通過控制電容器的投切和變壓器的擋位來實現的，能夠有效降低饋線的線路損耗，滿足用電客戶對電能質量的較高要求。

4 結論

饋線故障多為架空線路故障，而架空線路的故障類型主要為瞬時故障。通過采用饋線自動化技術對饋線分段進行監控，使變電站的繼電保護與饋線電力設備的保護相互配合，快速定位饋線的故障點，并使靠近故障點的下游開關斷開，及時隔離和恢復非故障線路的供電，降低饋線開關的動作頻率，對配網自動化的安全、穩定運行起到了積極作用。endprint