配電自動化面保護的原理與應用

王玉慶

摘要：傳統的饋線保護是由多個重合閘故障這樣的方式來完成對電氣設備更大的損害的保護實現。針對傳統方式的不足，在面保護原理分析的基礎上，本文分析了面保護方式處理的必要條件，以達到保護要求并提出了相關算法。分配終端設備不僅可以收集自身信息，還可以通過一個完整的雙向通信網絡將信息接收發送到一個獨立的分析和判斷，接收相鄰的FTU發送的信息，不再依賴于分布主控站和子站的控制。

關鍵詞：配電網自動化；面保護；FTU；分段開關

一、引言

隨著我們國家的經濟發展水平的不斷提高，用戶對電力的依賴顯著增加。提高電能質量和提高供電的可靠性，實現配電自動化已經成為當務之急。改進供電質量的首要任務是提高可靠性，提高了配電饋線保護，減少停機停電時間，減少損傷越級跳閘的損害。

二、面保護的原理

1 面保護原理介紹

隨著用戶逐漸提高供電電網可靠性的要求，對網絡故障的處理能力以及配電自動化建設提出了新的要求。在電網中的任何一個故障應迅速在最小范圍內進行隔離，杜絕非故障區段的停電。

根據如圖所示的表保護配電自動化系統，矩形框表示住上開關，諸如具有開關功能的斷路開關及聯絡開關，方框代表FTU或其他終端，其與相應的住上電氣開關對應，雙向箭頭表示各電路之間相鄰的FTU 之間的通訊，虛線表示FTU與主站及各種電氣參數傳輸分發網絡之間的通信循環。

當分發網絡運行正常時，FTU將收集實時電氣開關設備的電氣參數，例如線功率、電壓、電流、分段開關分合閘情況等，通過通訊網絡輸送到分配網通網絡主站，以便于與電網主站實時監控。

當分發網絡故障發生時，故障電流流經部位的各個電氣開關立刻啟動，FTU基于其獲得的故障電流信息、電壓信息和開關信息，利用一個完整的通信網絡與相鄰的FTU通信，進行傳輸分閘命令或者分閘閉鎖命令的傳輸，而接收相鄰的FTU傳達開開命令或鎖定命令。因此面保護相對于傳統的故障排除具有更簡單、方便、可靠的特點。

當配電網絡結構的變化時，需要計算的分銷網絡拓撲結構的變化以及電網中每個參數的值，然后由控制配電自動化主站將這些參數傳送給每個FTU，刷新原有給定值。

2 面保護實現的必備條件

面防護實施應具備以下三個前提條件：

完整的通信網絡。精確故障定位和隔離必須依靠FTU完整的通信網絡。當故障發生時，相鄰之間FTU依靠通信網絡進行快速傳播，根據完整性按照信息綜合判斷故障定位，可以在不到200毫秒內完成，并實現故障自動隔離，在30秒內完成全區域恢復供電。

每個供電端子應具有的CPU。饋線終端CPU本身可以通過電指令信息進行檢測，并針對其他饋線終端進行綜合判斷和處理，對其他電器開關發出合閘命令。

并行處理。面保護系統安裝有很多FTU，每個FTU都有自己的 CPU。如果發生故障，則CPU在相同的時間進行啟動和信息處理、故障處理。如果按照串行工作，這將導致信息傳輸延遲或堵塞，失去面保護方式處理速度快的優點。

3面保護特點

現在面保護具有明顯的優勢，它克服信不能收集全面的缺點，分銷網絡故障排除標準是簡單易于理解，有效地減少了處理時間的故障，也能防止跳閘引起因越級產生的非故障區域供電。

使用面保護智能故障處理具有以下四大優勢：更全面的診斷工具，提高故障處理的準確性，故障信息的處理不需要配電主站和子站的配合。直接故障隔離斷裂帶，減少停電范圍與越級操作，保證健全區域的正常供電。

三、配電網故障處理判據

1.故障定位判據

當發生故障時，它可以精確地定位故障，是面保護的第一步。以下標準對基于面保護原則故障定位進行了介紹。面保護典型分布網絡模型如圖所示，DL1、DL2表示位于饋線首段和末端的出線開關，FD1，FD2，...，FDn為分段開關，Lx為聯絡開關，FTU之間的雙向箭頭代表他們之間可以進行相互通訊。

由于第1， ...， （m-1）， （m+1）， ...， （n+1）段沒有發生相關故障，但對于第m段未能滿足，則可以判斷是m段存在故障。

其中一個先決條件是面保護在完整的通信網絡中，所有設備不僅與配電饋線主站通訊，相關之間可以自由通訊。流經分段開關FDA的電流由其相應FTUk采集和傳輸，相鄰FTU可以接收信息，所以每個FTU按照上述公式的公式進行故障判斷。如果這是第一個m段失敗，FTUm-，和FTUm向發出跳閘命令，相應的子開關被觸發。為了減少饋線故障的通信網絡的影響，將進行實用化處理。

四、結語

本文對于廣泛應用數據采集分發網絡的算法，通過比較所選傅立葉算法來計算RMS電流和電壓分布網絡進行了比較。本文根據面保護設計，基于故障定位的保護標準，選擇合適的故障隔離和恢復供電標準。

參考文獻：

[1]苗俊杰，李娟，焦邵華，鮑喜.配網白動化中故障處理模式的分析比較[J].電工技術雜志，2003 （3）：18-20

[2]程干江.饋線白動化方案[J].電力白動化設備，2001， 25（9）： 42-44