試論配電環網可靠自動轉供電功能實現的關鍵技術

吳來毅

摘要：提高配網自動轉供電水平是安全供電的基礎和保障，也是配網智能化建設與發展的保證，然而現階段配網自動化轉供電功能依然未得到充分發揮。文章介紹了配網自動化技術，分析了自動轉供電的科學技術與方法以及就地型自動轉供電設備的不足，同時提出了改進技術。

關鍵詞：配電環網；自動轉供電；關鍵技術；安全供電；配網智能化建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）16-0071-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.034配網饋線自動化設備屬于一種故障檢測設備，發揮著對配網線路運轉的自動化監測功能，配網系統出現故障問題時，可以有效地判定故障，同時將故障隔離開來。從目前來看，配電環網自動轉供電功能依然無法有效發揮，影響著整個配網故障的判定，就地型自動轉供電設備依然存在問題，需要對其進行優化升級與改造，從而維護配網系統的有效運轉，確保自動轉供電功能的安全發揮。

1 配電環網自動化技術

配電環網自動化設備，簡稱FA。能夠對配網運行狀況進行全方位、全天候的監控，依靠此設備能夠及時、高效地定位故障所處范圍，控制故障區域，同時對非故障范圍線路進行自動化轉供電。

配電環網自動化技術近年來得到了全新的發展，并被廣泛應用于配網系統，發揮了轉供電功能，實現了配網故障的高效、精準定位，節省了故障排查時間，減小了故障排查工作范圍，確保非故障區域用戶能夠正常用電，保證了供電服務質量，特別是保護了故障點前段用戶的利益，有效控制了其恢復供電的時間。將聯絡開關設置于配電環網自動化設備內部，從而發揮配網的自動化轉供電，當故障出現后，故障點后面區段的線路能夠自動化恢復供電，無需維修人員親臨現場，依然能夠正常復電，從整體上控制了工作強度、控制復電時間，有效發揮了配電環網自動化設備的自動轉供電功能。

現階段，FA設備多為就地型自動轉供電設備，而且未安裝配網主站，然而架空線中的FA設備實際運行中具有一定的局限性，僅僅針對配網主站運輸遙測、遙控信息，卻無法收到來自于配網主站的相關信息、信號。從目前來看，配網自動轉供電作用未能得到有效發揮。

2 FA設備自動轉供電的科學技術和方法

以下圍繞電壓-時間就地型FA設備展開討論，分析了其自動轉供電功能的原理（如圖1所示）。

2.1 相間短路故障

圖1中當M處有短路故障，則CB1保護將發生跳閘，其所負責的線路將斷電，對應的開關S1、S2、S3等也都喪失電壓，并自行分閘。幾秒過后，CB1會重新合閘，S1與S2則跟隨其后，開始合閘，如果S2合閘會影響到故障區域，此時，CB1保護跳閘，此線路故障將長時間持續。如果在M處設置電壓，則意味著當S2合閘之后才失去的電壓，開啟S2后，正向送電閉鎖，相反，S3則是在延時合閘之前失去的電壓。

因為S2、S3出現了可靠閉鎖隔離，形成了M故障段，一段時間過后，CB1會重新合閘，使故障點之前的線路重新恢復電能，電能抵達S2開關電源一端，S2由于正向閉鎖不合閘。

開關L如果某一端失去了電壓，失電狀態持續幾秒鐘，如果失電一端長時間未來電，那么L則會合閘，電力電能通向S3開關，然而S3由于反向閉鎖，則不會出現合閘現象，故障線路M將隔離開，非故障區段則依然能夠正常供電。

2.2 單相接地故障

如果M點出現單相接地故障，變電站具備檢測功能，發現線路中出現接地故障，如果沒有設置接地選線設備，就要試探性檢測，各個線路逐步檢查。斷開CB1，其控制的線路可能徹底失去電能，三個開關也都將失去電壓并自動分閘，對應的零序電壓也不復存在。

一段時間過后，再次試送CB1，開關S1/S2則會逐漸合閘。S2合閘到故障區，則將出現零序電壓。由于零序電壓被監測出來，此時S2將主動分閘，切斷接地故障。聯系性開關L的某一端失去電壓，失電狀態持續幾秒鐘，如果持續時間較長，未能來電，就需要讓L合閘，對S3開關重新送電，此開關由于反向閉鎖，不會合閘，從而使得故障線路單獨隔開，余下各條線路則能夠常規供電。

3 就地型自動轉供電設備的不足

就地型自動轉供電設備在實際的配網系統故障定位、分析與隔離等工作中無需借助通訊系統，且操作簡單、便捷、成本低。然而其運行中也存在以下弱點：

第一，遇到特殊問題時，例如高危觸電等，此時變電站端將出現就地切除CB1開關，導致A線將失去電壓，聯絡開關可以監測到此問題，即使自動轉供電狀態下，停電線路能夠重新恢復電壓，導致問題擴大；第二，聯絡開關具有一定的判斷能力，然而此功能卻相對簡單。聯絡開關L，其一端具有一定的缺點，將斷電，這一端則將被判定為失壓，具體如圖2所示：

4 自動轉供電的有效應對策略

4.1 選擇主站集中型FA設備

同就地型FA設備功能類似，主站集中型FA設備同樣具有良好的故障隔離功能，并達到自動轉供電的目標。然而其設置了通訊設備，也有效解除了就地設備在實際運行中的弱點。

此類型的FA設備當中設置了自動化主站，在通訊前置機、饋線FA設備等的幫助下實現信息通訊，實現雙方向的信息通訊，不同FA設備不僅朝著配網主站傳輸電壓、電流、負荷值等，也可以有效接受配網發出的信息。

配電系統主站能夠發揮信息監測功能，參照預設的制度、規定等來監測來自于FA設備與變電站等的信息，從而達到故障定位的目標，同時從中得出負荷轉移的具體方向，相關的信息信號等將發送到FA設備，如果未能獲取來自于主站信息，FA設備也無法發出動作，有選擇地定準出口，能夠確保FA設備智能化運行，達到了自動轉供電的目標。

主站集中型FA設備都對應設置了TA、TV，同時把電壓、電流等傳輸到主站。配網主站能夠科學精準地斷定出“TV斷線”，對應防止誤轉電問題的發生，從而確保自動轉供電質量。

4.2 優化升級就地型FA設備

4.2.1 裝配配網主站。設置變電站信息通訊通道、聯絡開關的通訊通道，不僅可以有效監測開關狀態、環網開關的變化等，而且能實現變電站操作、保護等信息的傳輸，使其達到聯絡開關的位置。

CB1開關出現就地切除時，如果操作信息被傳輸，使其達到聯絡開關L，對應要關閉聯絡開關合閘功能。

4.2.2 優化升級聯絡開關L，設置TA設備。從而達到TV斷線閉鎖性能。聯絡開關可以實現優化升級，通過在兩端設置TA，在其兩端的一端線路斷開，即使TV輸電電壓達到0時，TA可以監測電流，聯絡開關則可以定為TV斷線，閉鎖合閘功能，預防發生誤動現象。

對聯絡開關進行優化升級時，要求聯絡開關要達到以下條件，從而確保動作安全。第一，未接受變電站對CB1的操作信息；第二，一端TA、TV存在電流、電壓，另外一端則相反無電流與電壓；第三，未能接收閉鎖聯絡開關合閘的相關信號。

4.2.3 維持設備運行狀態，科學優選線路。優選相同區段10kV母線的兩條10kV線路，發揮單環網投入自動轉供電的作用。該網構條件下，聯絡開關誤合閘狀態下，可能導致A、B線合環運轉，即便處于此狀態，也依然會控制該線路的保護定值范圍內，維持系統的安全運轉。編制科學的管理制度，對操作進行有效規范，積極控制自動轉供電運行過程中的風險，特殊狀態下，例如風險觸電等，要注意的是工作人員切斷此線路的饋線開關以及相關環網的饋線開關。

5 配網自動化設備管理的關鍵問題

第一，正確把握自動轉供電延時整定值，要錯開配網首次重合閘過程中全線送電時間，當前，聯絡開關延時時長一般設置在100秒，當配網系統發生變化調整或者FA設備自身升級時，則應該上報調控部門，經由其審核、通過后再對應對自動轉供電設備的延時時長做出科學的變化和調整；第二，確保配網的轉供電功能。所選擇的配網線路一定要具備轉供電功能，而且也要對應分析此線路的運行狀態、長遠的發展趨勢、負荷大小等；第三，加強調度端、配電端安全操作管理。實行調度端、配電端等的操作票管理制度。

6 結語

配網自動轉供電功能的實現需要達到一定的條件，其中饋線自動化建設是至關重要的環節以及技術改造、線路運行管理等都關系到自動轉供電功能的發揮。

參考文獻

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