配電網饋線自動化技術及其應用

馬開波

摘 要：隨著國民經濟的高速發展，我國人民的生活水平也日漸提高，各種家用電器已經成為人們生活的必需品，相對應對供電的需求也越來越高。近年來，科學技術的發展推動了電力傳輸技術的革新，尤其是配電網饋線自動化技術的應用，有效的提升了電力供應的質量。文章將簡單介紹配電網饋線自動化技術的特點，分析研究其在電力系統當中的應用，為相關工作者提供參考借鑒。

關鍵詞：配電網；饋線自動化；電力系統；運用

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）33-0151-02

Abstract： With the rapid development of the national economy， the living standard of the people in our country is improving day by day. All kinds of household appliances have become the necessities of people's life， and the relative demand for power supply is also getting higher and higher. In recent years， the development of science and technology promotes the innovation of power transmission technology， especially the application of feeder automation technology in distribution network， which effectively improves the quality of power supply. This paper introduces the characteristics of feeder automation technology in distribution network， analyzes its application in power system， and intends to provide reference for related workers.

Keywords： distribution network； feeder automation； power system； application

1 概述

在電力傳輸系統當中，共有四個環節的內容，分別為發電、輸電、配電和用電，這其中，又以配電環節最為重要，是整個電力傳輸系統的樞紐。近年來，在國家和電力企業的共同努力下，我國的電力傳輸系統得到了迅猛的發展，基本完成了全國的配電自動化覆蓋，有效的提升了電力供應的質量，保障了各行各業的用電需求。但是與發達國家相比較，在配電網饋線自動化技術方面還存在一定的差距。因此，研究分析配電網饋線自動化技術及其應用具有重要的現實意義。

2 配電網饋線自動化系統的基本結構

2.1 配電網自動化系統

隨著現代通信技術的不斷發展，電力傳輸系統的配電技術也在不斷的進步。通過利用計算機技術，將電力系統在運行過程中的電網結構、相關電力設備、用電客戶以及地理圖形等信息集成在一起，構成一個完整的自動化系統，從而實現對配電網的實時監控和管理，達到信息化和自動化配電管理的目的，有效提高了電力系統的供電質量，改善了配電的工作效率。這就是配電網自動化系統，它可以確保配電企業可以以遠程的方式，對電力傳輸系統進行監控、協調和實現相關配電設備的自動化管理。

2.2 配電網饋線自動化的意義

作為實現配電網自動化的基礎，饋線自動化是最重要的組成部分。在電力企業施工工作過程中，在實現配電自動化室，首先考慮的也是實現配電網饋線自動化系統。其主要意義體現在以下幾個方面：

（1）降低了電網故障率：利用饋線自動化技術，可以對配電網的運行以及電力設備的實時情況進行監控，從而幫助相關管理人員可以及時的掌握配電網的故障隱患，并采取有效的措施避免配電網故障的發生，有效的降低了電網的故障率。（2）縮短了故障恢復時間：配電網的故障發生存在著偶然性的特點，傳統的檢修方式，需要對故障發生的原因和位置進行逐一排查，還要對排查到的故障點進行隔離，這就消耗大量的時間。實現饋線自動化技術之后，系統可以在短短幾分鐘，甚至幾秒鐘的時間內發現故障點所處的位置和故障信息，并對其完成隔離工作，有效的縮小了故障影響的客戶數量以及停電時間。（3）提高了電力供應的質量：利用饋線自動化技術，可以對相關設備進行實時的監測，還可以實時反饋配電線路的供電電壓、諧波含量等參數，可以幫助相關工作人員及時的發現電力供應過程中存在的質量問題，便于及時采取有效的調整措施，例如對變壓器的分接頭檔位進行調整等，從而確保了電力供應的質量。

2.3 配電網饋線自動化的功能

（1）運行狀態監測：該部分功能可以分為兩個方面：一方面通過對饋線線路終端進行監測，掌握系統工作的電壓幅值、電流、有功功率、電量、功率因數等狀態，實現了系統的正常狀態監測；另外一方面，可以對主要配電線路以及設備的事故情況進行監測，完成事故狀態的監測。（2）故障定位、隔離與自動恢復供電：利用饋線自動化技術，可以實現對配電網系統中發生故障的線路進行快速的定位、隔離，并實現無故障區域的電力供應恢復正常。

3 饋線自動化技術分析

3.1 故障診斷流程

作為配電網饋線自動化技術的最主要功能，其故障處理時借助系統中智能集中與智能分布相結合的形式來實現的。相比較傳統的故障處理方式，饋線自動化技術可靠性更強，靈活性更高。它可以根據當前電網機構和參數的實際情況，對故障進行實時診斷，并對故障的變化進行分析研究，有效的減少了傳統故障處理方式對配電網所造成的影響。

當配電網饋線自動化技術在進行診斷過程中，其主要原則如圖1所示。首先利用配電網饋線自動化系統的子站，對其所在區域內的饋線故障進行分析和定位，并對其進行及時隔離的同時，將信息上報給主站，有效了降低了饋線故障對電力終端的影響。如果子站未能對故障區域進行隔離，此時主站根據相關的上報信息，進行全面的分析計算，并協調給予相關的處理解決方案。其具體流程如下所示：

（1）配電網系統發生故障后，配電網饋線自動化系統的子站對故障的信息以及處理結果進行采集，并將其上報給主站，便于主站可以全面的了解故障發生的具體信息。（2）通過強大的計算機處理分析，如果子站無法完成對故障的修復以及配電網的重構，則由主站對多個子站進行協調，以多子站聯動機制視線對故障的解決。（3）在配電網故障解決過程中，根據故障的實時情況，采取有效的干預方式。例如如果發生的故障為小型故障，則由配電網饋線自動化系統自主完成故障的排查和處理過程；如果發生的故障較為復雜，則可能需要人工的介入對其進行有效的解決。

3.2 故障識別的自動化技術

對于故障識別，在配電網饋線自動化系統當中，FTU模塊主要是實現對故障類型以及相關信息數據的識別工作，并以FTU中的采樣電流利用電流瞬時值作為故障的判別依據。

例如：如果配電網出現單相接地故障時，接地點零序功率分量會與會與和正常電路的相位呈現相反的情況，同時沒有發生故障的相位，其電壓會是發生故障相位電壓的1.5倍以上，由此系統可以判定配電網出現了單相接地故障。由于我國現階段，大部分配電網都采用了中性點不接地等零序分量幅值小的模式，給單相接地故障的判斷增大了難度。因此，配電網饋線自動化系統，還可以在主站中增加開關操作序列等功能，利用拉赫開關排除法，提高識別單向接地故障的準確性。

4 配電網饋線自動化技術的運用

4.1 FTU/DTU的故障處理

在自動終端系統當中，FTU和DTU是其兩個非常重要的采集單元。它們分布在整個供電系統的各個角落，可以對所在位置的電壓和電流等數據進行實時的采集，并將采集到的信息傳送給數據分析中心，對其進行判斷，從而提高了故障識別的及時性。所以，在FA技術應用過程中，配電網的饋線終端是其中最重要的執行環節，是確保故障準確檢測的關鍵。

4.2 架空線路的故障處理

受到空間和地面環境因素的影響，在電力輸電線路架設過程中，不可避免的采用架空線路的方式進行傳輸。然而傳統的架空線路在進行故障檢測時，都是借助人工的力量進行分區域的檢測，不僅需要消耗大量的人力、物力資源，而且很難確保相關工作人員的安全性。利用配電網饋線自動化技術，所有的故障檢測均由FTU進行負責，而通過子站與FTU對故障的位置進行精準的定位，并借助FTU、子站、主站共同完成故障的隔離和電力的恢復實現了整個過程的自動化處理，有效的解決了傳統架空線路檢修的問題。

4.3 配電網饋線自動化技術運用過程中的時間分配

電力系統當中常見的故障可以歸納為兩種：永久性故障和主干線路故障。以架空線路為例，當其出現永久性故障的時候，相關的變電站會對其進行斷電保護動作，并嘗試通電，此過程大約需要3到5秒的時間。如果在此過程中通電不能成功，那么則判斷配電網出現了主干線路故障。配電網饋線自動化系統的子站將承擔對變電站的保護動作信息，跳閘信息等故障的收集工作。在對故障發生的位置進行定位時，所分配的時間大約為1秒。如果采用RTU對采集到的信息進行轉發，所分配的時間大約為3到5秒時間。由主站實施供電恢復大約需要3～6s，主要通常每個開關的恢復在2s左右，大多數情況恢復1～3個開關即可實現供電恢復。這樣利用配電網饋線自動化技術，從實現故障的監測、定位以及隔離回復，大約需要幾分鐘的時間就可以完成，極大的提高了配電網故障的檢修效率。例如：我國某市的國家電網供電項目，在2013年便實現了配電網饋線自動化技術的改造應用，在夏季時間，由于當地連續多日出現了40攝氏度以上的高溫天氣，導致配電網事故不斷發生。如果采用傳統的配電網檢修方式，需要對線路故障逐個排查，需要消耗大約2個小時以上的時間。而實施了配電網饋線自動化改造之后，對于發生在22條饋線自動化線路當中的故障，從故障原因的判斷，到故障隔離和電力恢復，全過程在不到一分鐘的時間內完成，有效的降低了電力企業的經濟損失，提高了相關客戶的滿意度。

5 結束語

綜上所述，作為社會發展和人們生活工作不可缺少的重要能源，電力資源的重要性日漸突出。如果降低配電網的故障，確保電力供應的安全性和穩定性，已經成為相關電力企業的重要工作之一。本文通過對配電網饋線自動化系統的介紹，全面分析了其在配電網故障定位、故障處理以及電力恢復等方面的應用，在降低了配電網故障幾率的同時，有效的提高了供電的質量，為供電企業創造了較高的經濟效益，推動了我國電力行業的可持續發展。

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