基于城南配電自動化試點工程的智能就地FA調試

索大翔++陳莉

摘要：配電網作為輸配電的最后一級直接面向用戶，其供電質量和供電可靠性對電網和用戶均有重要意義，因此配電自動化設備的調試驗收也具有十分重要的意義，由于無法采集實時數據使得配電設備無法在實驗室內進行驗收，而就地調試工作又因為安全、成本等問題具有較大的難度。本文詳細分析了配電網故障處理過程，并以天津城南配電自動化工程為實例提出了一種安全高效的就地聯調方法，設計出了一種在不影響供電情況下測試配電自動化設備的仿真模擬器，并闡述了實現方法。

關鍵詞：饋線自動化 故障處理 模擬開關

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）10-0051-02

本文以國家電網公司首批配電自動化試點建設單位國網天津電力城南供電公司配網自動化工程為實例介紹故障處理以及就地FA調試過程。

1 天津城南配電自動化項目FA技術實施

天津城南配電試點工程最終目標是在配電網故障停電時，系統根據DSCADA采集的配電網實時運行信息以及邊界約束條件，計算出網絡重構最優方案，調控人員通過手動、半自動或自動方式進行故障隔離并恢復供電。

1.1 實現原理

OPEN-3200DA基于局部拓撲搜索將拓撲搜索范圍限定在配電網待恢復區及其周圍區域，因而大大提高了搜索效率，此外采用基于反射原理的有向圖方法可以精確定位任意兩點之間的關鍵路徑，剔除無關的分支路徑。由于配電網一般是開環運行，而且任意負荷其現實的轉供電源點最多也就4到6個，因此結合采用的搜索方法以及窮舉法可以獲得最高的問題求解質量，而其所花費的時間比全局問題求解的優化方法要少得多。

1.2 故障定位

主站依據配電終端傳送的故障信息，判斷故障區段，將該信息點的接線圖推送到調控工作站顯示器上，便于調控員進行分析判斷。

1.3 故障隔離

配電網一般的運行方式是網狀結構開環運行，當發生故障時，故障的定位、隔離都限定在某一分區的內部。

1.4 故障恢復

在故障隔離后，通過操作故障分區的邊界及分隔區的設備進行網絡重構，從而恢復供電。故障恢復的原則：一是保證被轉供區域負荷不失電。二是保證配電網輻射狀運行方式（非合環運行）。

2 智能就地FA調試

實際現場的饋線自動化功能FA有兩種實現方式，一是分布式，通過選擇智能開關來實現，另一種為集中式，將信息傳送到主站后進行遙控處理。本次調試針對分布式FA進行。分布式FA控制單元組成一個隊列進行連續監測，在監測到開關過流或失壓信號發出后，進行故障判斷并自動切除，其他開關將根據實際運行方式自動判斷開合方式，以便切除故障、隔離故障點以及恢復對該線路正常區間的供電。

配電自動化系統在投運前需要對系統的各個環節進行聯調和測試，但在現有條件下，系統在研發過程和出廠測試過程中由于無法采集配電網運行的實時數據，FA的聯調和某些功能的測試無法完整地進行，有些功能需到現場進行調試，為了保證供電可靠性，不能在一次系統中人為制造故障，因此FA調試中常用的方法是在二次側的入口處加故障電流來模擬實際故障。

本次調試選取友誼路與利民道之間，將利23線路上的NK124和791線路上的NK800作為重合控制器，在NK800負7與利2306負5之間設置合環點，在利2305負2開關與利2306負3開關處進行故障模擬。

2.1 故障處理過程

利23線路的運行方式如圖1所示，791線路的運行方式如圖2所示。

（1）故障信號收集；NK124內部的分布式FA控制器接收到通訊管理機轉發的出口斷路器跳閘信號（由合變分），利2306內部的分布式FA控制器接收到負3開關檢測到故障電流，利2305負2開關未檢測到故障電流，判斷故障點在2305負2開關與利2306負3開關之間。（2）故障隔離階段；NK124的FA控制器在出口斷路器已經跳閘10秒后，啟動故障隔離，通知利2306的FA控制器；利2306的FA控制器接收到啟動信號后，把信號傳給利2305的FA控制器，同時跳開負2開關，成功跳開后，向兩端的FA重合控制器發送故障隔離成功信號；利2305的FA控制器接收到啟動信號后，跳開負2開關，向兩端的FA控制器發送故障隔離成功信號。（3）恢復非故障區供電階段；NK800的FA控制器收到隔離成功信號，啟動恢復過程，如果滿足轉供條件（本身有電，且有足夠容量），合上負7開關，恢復利2305環網柜的供電；NK124的FA控制器收到隔離成功信號，啟動恢復過程，由調控自動化系統合上出口斷路器開關，恢復利2306環網柜的供電。故障處理全過程結束。

2.2 故障模擬原理

故障信號的模擬由繼電保護數字仿真及全功能測試儀輸出。

2.3 仿真模擬器的設計與實現

天津城南河西酒店商務中心區域配電自動化試點工程為在原有區域進行改造，該區域負荷以居民負荷、商業負荷為主，對用電要求比較高，為了保證供電可靠性，必須在非停電狀態下對配電自動化系統進行功能測試。只有斷開開關與饋線終端測控單元之間的連接接入一種可以代替開關的設備，才能實現此功能。并在此饋線段10kV出口處加裝一個分界斷路器使分界斷路器先于10kV開關動作，圖3為自主研發并自行制作的仿真模擬器原理圖。

其原理是：將遙控模塊的a、b出線接在繼電器出口壓板上，此仿真模擬器分為兩部分，上面16路發光二極管，為遙控測試模塊。下面為8路雙刀雙擲開關，為遙信模擬模塊，系統由3V直流電源供電。顧名思義，遙控接收模塊是用來接收遙控功能的，當FTU做遙控合操作時輸出一高電平使相應的電路導通此時燈亮；當做分操作時輸出一低電平此時燈滅，則認為已接收到遙控信號，并手動合上遙信模塊上對應接收到信號的小燈開關，此時電路導通并有電流傳回壓板，即可發出相應的遙信信號，遙信發送模塊可以模擬發出斷路器跳合閘信號、遙信變位信號以及各種硬接點信號。

3 結語

本文從配電自動化原理入手探討了FA故障處理的流程并提出就地聯調方案，設計出可以在非停電狀態下測試FA功能的的仿真模擬器，提高了配電自動化設備可靠性，是配電自動化走向實用化的一項基礎工作。目前天津城南配電試點項目已經進入實用化驗收階段，智能就地FA調試在縮短測試時間提高效率的同時保證了對用戶的不間斷供電提高了電網的經濟效益。

參考文獻

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