區域配電網故障自動化動作過程分析

孫云才

國網山東省電力公司蒙陰縣供電公司 山東蒙陰 276200

1 饋線自動化模式

1.1 集中型FA

主站系統根據各配電終端檢測到的故障報警，結合變電站、開關站等的繼電保護信號、開關跳閘等故障信息，啟動故障處理程序，確定故障類型和發生位置。主站系統下令實現故障區段隔離和非故障區段的恢復供電。

1.2 電壓-時間型FA

設備通過變電站一次重合（重合時間為1S）配合，“電壓-時間型”分段開關就地完成故障區段的判定及隔離，故障區段隔離后主站系統遙控變電站出線開關和聯絡開關合閘，完成非故障區段的恢復供電[1]。

2 FA動作必要條件、邏輯

（1）站內設備動作信息（保護動作信息、事故總、開關變位信息）。如果系統先收到站內開關變位信息，系統會自動等待保護信息5秒鐘，待保護信息完全上傳后FA才會啟動，如果5秒內沒有收集全FA自動取消。（2）如收到保護信息，系統會自動等待開關變位信息30秒，若30秒內沒有收到開關變位信息FA自動取消。該邏輯是避免站內開關手動操作觸發FA動作。（3）FA啟動后系統會在30秒時間內收集該線路智能開關動作信息，所有的開關動作信息必須在30秒時間內上送完成，在30秒后收到的信息系統將不采用，這就是為什么區間有時候判定不正確的原因。（4）啟動后會篩選該線路FA啟動前3分鐘以內，所有智能設備上傳的保護信息作為參考，作為區間判斷依據。

3 饋線自動化功能及動作過程分析

3.1 故障定位

系統根據配電終端傳送的故障信息，快速定位故障區段，并在配調工作站上自動推圖，以醒目方式顯示故障發生點及相關信息。

3.2 故障區段隔離

對于瞬時故障，若變電站出線開關重合成功，恢復供電，則不啟動故障處理，只報警和記錄相關事項。對于永久性故障，變電站出線開關重合不成功后，則啟動故障處理。系統根據故障定位結果確定隔離方案，故障隔離自動或經調度員確認后進行。

3.3 非故障區段恢復供電

非故障區段恢復供電故障處理過程可選擇自動方式或人機交互方式進行，執行過程中允許單步執行，也可在連續執行時人工暫停執行。以10kV城關線-市政I線為例說明“集中型”饋線自動化的實現原理。主站系統也能支持電壓-時間型FA。如圖1所示。城關線與市政I線聯絡，兩條線均為架空線路。主線開關選用FZW28-12分段開關(FTU)，具備故障檢測功能、保護控制功能和通信功能。支線選用FJW28-12分界開關(FTU)，可以實現自動切除被控支線的單相接地故障和自動隔離被控支線的相間短路故障。

圖1 “集中型”饋線自動化典型案例

當B區發生短路故障時：（1）變電站10kV出線斷路器K1檢測到故障電流分閘。（2）分段1開關檢測到電流超限及持續失壓，產生故障遙信并上傳至主站。（3）主站收到K1開關變位及分段1的故障信號后，將故障點定位在分段1和分段2之間，并將信息傳給子站。（4）子站發出遙控分閘指令，分開分段1和分段2開關，將故障區段隔離。（5）子站遙控令K1和聯絡開關合閘恢復A區和C區正常供電。

當C區發生永久性故障時：（1）變電站10kV出線斷路器K1檢測到故障后分閘。（2）安裝于分段2開關檢測到電流超限及持續失壓，產生故障遙信并上傳至主站。（3）主站收到K1開關變位及分段2開關的故障信號后，將故障點定位在分段2和聯絡開關之間，并將信息傳給子站。（4）子站發出遙控分閘指令，分開分段2開關，將故障隔離。（5）隔離成功后，主站發出遙控合閘指令，合上出口斷路器K1及分段1開關，恢復非故障區段的供電。

以市政I線支線側發生故障為例，說明支線側饋線自動化的基本原理。如圖2所示，城關線、市政I線為架空線路，FFK開關為分界負荷開關。

圖2 用戶側饋線自動化典型案例

當H區發生相間短路故障時：

故障發生后，變電站10kV出線斷路器K2檢測到故障電流分閘。FFK分界負荷開關在K2分閘后快速進行分閘，隔離故障。 變電站出線斷路器K2分閘1S后，重合閘成功、恢復供電。

4 結語

通過配網自動化建設能實現以下效果：一是提高供電可靠性。通過饋線自動化的實施，大幅度減少非故障線段供電恢復時間及故障查找時間，通過在用戶產權線路應用分界開關，確保用戶故障不影響配電線路運行。二是減少綜合線損，提高電壓合格率。通過一次網架優化和改造，縮短線路供電半徑，通過配電自動化信息的實時監測，合理調整負荷側設備的運行方式，優化配電線路負荷，實現配電網經濟運行，減少線路理論線損，提高了電壓合格率。三是優化一次網架，實現配電自動化。通過一次網架優化和改造，實施區域配電網線路應滿足供電安全N-1準則要求，形成以“三遙”為主的配電自動化模式。