10kV饋線自動(dòng)化在配電網(wǎng)改造中的應(yīng)用研究

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的進(jìn)步加大了對(duì)電力電能資源的需求，配網(wǎng)作為供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，發(fā)揮著重要的供電服務(wù)功能，饋線自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于配網(wǎng)具有十分重要的作用，能夠有效判斷并隔離故障問題，并恢復(fù)非故障區(qū)的供電。文章分析了10kV饋線自動(dòng)化的應(yīng)用原則、運(yùn)行模式以及在配網(wǎng)改造中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：10kV饋線自動(dòng)化；配電網(wǎng)改造；供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；電力電能資源；隔離故障 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM773 文章編號(hào)：1009-2374（2015）31-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.016

饋線自動(dòng)化是配網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)揮對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督以及故障警報(bào)功能。在饋線自動(dòng)化技術(shù)支持下，配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時(shí)，故障區(qū)域會(huì)被自動(dòng)隔離出來，同時(shí)，其他非故障線路依然能夠正常供電，這樣就有效控制了停電范圍，確保供電服務(wù)質(zhì)量。饋線自動(dòng)化能夠有效支持配網(wǎng)的改造與優(yōu)化，提高配網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，及時(shí)解除故障，維護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 饋線自動(dòng)化的應(yīng)用原則

饋線自動(dòng)化是配網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)揮對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督以及故障警報(bào)功能。在饋線自動(dòng)化技術(shù)支持下，配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時(shí)，故障區(qū)域會(huì)被自動(dòng)隔離出來，同時(shí)，其他非故障線路依然能夠正常供電，這樣就有效控制了停電范圍，確保供電服務(wù)質(zhì)量。

參照國(guó)家在此方面的相關(guān)規(guī)定，饋線自動(dòng)化的應(yīng)用應(yīng)該本著以下原則：（1）饋線自動(dòng)化線路的選擇要確保三分之二以上的用戶都能接受到N-1可靠性準(zhǔn)則的能力；（2）分段原則。必須要最大程度上控制停電用戶的數(shù)量和規(guī)模，實(shí)行分段停電，以此來確保用戶獲得穩(wěn)定的安全的供電服務(wù)；（3）設(shè)備的選擇需要達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：線路出現(xiàn)故障問題后，故障區(qū)域能被及時(shí)有效地隔離，而且其他非故障區(qū)段能夠直接自行恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)；也要確保饋線自動(dòng)化能夠朝著配網(wǎng)自動(dòng)化的方向發(fā)展，達(dá)到對(duì)配網(wǎng)裝置工作狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。一些分支線路，其所承受的負(fù)荷相對(duì)較重，需要安裝分段開關(guān)，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的隔離，維護(hù)主線正常、合理工作。

2 各類饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行模式

2.1 故障定位系統(tǒng)

一般設(shè)置故障指示器設(shè)備，一旦配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，工作人員可以憑借巡檢、查看指示器中的信息，來得知故障位置。故障指示器一般配置于配網(wǎng)中，例如電纜、架空線等，用來呈現(xiàn)故障電流。一般用來識(shí)別短路故障，短路故障發(fā)生后，指示器就會(huì)做出反應(yīng)，例如亮燈報(bào)警、翻牌等，從而定位故障區(qū)域，提高了故障查找效率，進(jìn)而做出有效處理，維護(hù)系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證安全供電。

2.2 就地式饋線自動(dòng)化

這一系統(tǒng)是指完全依靠配電終端與現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備之間的協(xié)調(diào)配合來定位、隔離故障，并使其他為發(fā)生故障的線路恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）重合器方式。故障問題出現(xiàn)后，憑借不同線路開關(guān)之間的關(guān)系彼此配合，參看重合器來就地分辨并隔離故障，其他非故障區(qū)則恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）智能分布式。依托于重合器方式，在局部地區(qū)設(shè)置光線通信，確保環(huán)網(wǎng)中的FTU能夠彼此溝通信息。當(dāng)故障發(fā)生能使離故障區(qū)域最短距離的兩端開關(guān)迅速跳開，這樣無需變電站開關(guān)做出跳閘動(dòng)作，從而控制斷電范圍，其他的聯(lián)絡(luò)開關(guān)則能夠在故障后極短時(shí)間內(nèi)依然自行恢復(fù)供電。這樣就達(dá)到了各個(gè)類型、各個(gè)等級(jí)開關(guān)間的有效配合，達(dá)到隔離故障、恢復(fù)供電等

目標(biāo)。

2.3 集中式饋線自動(dòng)化

這種饋線自動(dòng)化主要依靠配電主站和終端間的彼此互助、有效配合來達(dá)到自動(dòng)化定位并隔離故障，并及時(shí)恢復(fù)其他線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。主要的運(yùn)行方式為全自動(dòng)化和半自動(dòng)化。（1）全自動(dòng)化。配網(wǎng)主站、子站等憑借及時(shí)獲取配電終端的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)分析配網(wǎng)所處的狀態(tài)，達(dá)到判別、定位并隔離故障的目的，也能夠及時(shí)恢復(fù)非故障區(qū)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）半自動(dòng)式。配網(wǎng)主站、子站等憑借及時(shí)獲取配電終端的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)分析配網(wǎng)所處的狀態(tài)，達(dá)到判別、定位并隔離故障的目的，再利用遙控、人為控制等方式來達(dá)到隔離故障的目的，同時(shí)也會(huì)維護(hù)非故障線路的常規(guī)工作。

這主要的兩種饋線自動(dòng)化技術(shù)，其控制技術(shù)的對(duì)比如表1：

表1

3 饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

系統(tǒng)配合選擇斷路器二次重合閘的模式。經(jīng)過綜合考慮決定，設(shè)置站內(nèi)一次、二次重合閘都在5秒鐘。憑借開關(guān)控制器的延時(shí)設(shè)計(jì)達(dá)到轉(zhuǎn)移系統(tǒng)負(fù)荷的目的。本著控制停電時(shí)長(zhǎng)的思路來掌控分段點(diǎn)閉合與斷開的

時(shí)間。

其中，必須科學(xué)設(shè)定環(huán)網(wǎng)點(diǎn)時(shí)間，因?yàn)樗P(guān)系到聯(lián)絡(luò)電源的正常工作，能夠預(yù)防其誤投，從而有效防范故障問題。具體的設(shè)置可以遵循以下公式：

環(huán)網(wǎng)點(diǎn)時(shí)間=（Tg+Tl+Tg+T2+nXn）×1.1

式中：

Tg——系統(tǒng)從短路至斷路器反應(yīng)的時(shí)間

Tl和T2——代表第一次、二次重合閘的時(shí)間

n——故障所處的分段級(jí)數(shù)

之所以選擇乘以“1.1”，是想要積極控制時(shí)間誤差，預(yù)防事故擴(kuò)大化。

應(yīng)該參照線路的長(zhǎng)短、負(fù)荷大小、所處位置、桿數(shù)等來對(duì)應(yīng)全面權(quán)衡分析自動(dòng)化裝置的數(shù)目、布局等。

饋線出口位置的開關(guān)選擇單TV連線模式，因?yàn)檫@樣能夠維護(hù)線路負(fù)荷的正常、自動(dòng)傳送。

兩次重合閘操作對(duì)應(yīng)不同的任務(wù)：第一次，分析得出故障范圍內(nèi)并閉鎖故障線路的開關(guān)；第二次，使位于故障段之前的線路能夠再一次重新運(yùn)轉(zhuǎn)。之所以將兩次重合閘時(shí)間都設(shè)為5秒，是由于控制器在得到并確定故障問題時(shí)需要3.5秒，這3.5秒內(nèi)涉及到各類鎖扣問題，因此應(yīng)該讓重合閘時(shí)間超出3.5秒，這樣才能順利地確定故障。

4 饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的更新與升級(jí)

在饋線自動(dòng)化技術(shù)的支持下，系統(tǒng)的故障應(yīng)該按照下面的流程來實(shí)現(xiàn)：endprint

4.1 隔離故障區(qū)

故障問題出現(xiàn)后，立足于故障的特征與水平，啟動(dòng)控制器來實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)的監(jiān)控、電壓的觀測(cè)。開關(guān)裝置斷開，要主動(dòng)關(guān)閉故障段附近的開關(guān)，在這個(gè)時(shí)候，整個(gè)系統(tǒng)圖將變成綠色，意味著這條線路已經(jīng)斷開電力

供應(yīng)。

4.2 重返電源端非故障段的正常運(yùn)轉(zhuǎn)

變電站中經(jīng)歷一次重合閘后，在故障區(qū)域前方因?yàn)榕渲昧碎_關(guān)控制設(shè)備，它能夠自行判斷該線路所處狀態(tài)，進(jìn)而自動(dòng)地閉合，重新恢復(fù)該線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.3 負(fù)荷端非故障區(qū)域的負(fù)荷轉(zhuǎn)移

配置中安裝了測(cè)控設(shè)備，能夠負(fù)責(zé)觀測(cè)開關(guān)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)，使它們及時(shí)輸向控制中心。控制中心能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)故障的位置，同時(shí)判斷出2h內(nèi)線路對(duì)應(yīng)的負(fù)荷大小，從而得出如何轉(zhuǎn)移負(fù)荷，這樣故障區(qū)后面的開關(guān)，途經(jīng)主站朝著開關(guān)提供分合閘命令，從而實(shí)現(xiàn)故障區(qū)后端的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.4 故障的解除，供電的恢復(fù)

參照警報(bào)裝置發(fā)出的故障信號(hào)，控制中心開始分析、判斷故障信號(hào)，并提出相應(yīng)的維護(hù)、維修對(duì)策，維修工作實(shí)現(xiàn)后，這一區(qū)域則進(jìn)入常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

故障問題消失后，配網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)自行回歸到初始供電狀態(tài)，工作人員經(jīng)檢查、核實(shí)、確認(rèn)后，能夠讓一切設(shè)備都回歸到以往的常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)，從而維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的安全。

5 結(jié)語

配網(wǎng)作為供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，發(fā)揮著重要的供電服務(wù)功能，饋線自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于配網(wǎng)具有十分重要的作用，能夠有效判斷并隔離故障問題，恢復(fù)非故障區(qū)的供電，加大對(duì)饋線自動(dòng)化技術(shù)的研究力度，提高其在配網(wǎng)改造中的應(yīng)用水平，從而提供更加良好的供電

服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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[C].2011.

作者簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)家哲（1989-），男，廣東江門人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門臺(tái)山供電局助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：周 瓊）endprint