芻議10kV配電網饋線的自動化系統控制技術

呂開勝

（國網湖南省電力有限公司城步縣供電公司，湖南 城步422500）

配電自動化控制系統主要借助當前的通信技術、計算機技術、電工電子技術等搭建而成，能夠實現對整個電力電網進行自動化的監視和控制，與目前電力配電管理模式相融合，更好地保證我國電力電網配電的正常運行，提高了配電企業的管理水平，同時也使我們每個人的供電需求得到了保障。配電控制系統自動化大致分為配電管理自動化、變電站配電自動化、配電線路的自動化、面向用戶管理的自動化和配電通信的自動化等，其中配電線路的自動化即為饋線自動化，在電力電網配電過程中起著重要的作用。饋線自動化控制能夠實時監控配電線路中各個供電開關的狀態，得到線路正常運行過程中的電壓電流，實現整個配電線路的自動控制和供電[1-4]。因此結合10kV配電的基本情況分析饋線自動化的應用具有重要的意義。

1 饋線自動化概述

饋線自動化作為目前配電線路極其重要的組成部分，通常饋電自動化能夠控制配電線路中的所有低壓配電線路和中壓配電線路，實時監控著配電線路的運行情況，包括電壓大小、電流大小、負荷需求、供電開關等等，以變電站的變壓器作為控制起點，沿途配電線路直至用電客戶位置，通過饋線自動化系統進行控制。當配電系統輸送的是高壓時，如果需要采用饋線自動化系統，通常需要進行二次降壓，然后通過監控變壓后的配電線路來達到監控高壓配電線路的目的。就目前配電負荷來看，配電變壓器和大電力用戶多采用的是中壓配電線路，大部分的電力用戶還是低壓配電線路，比如普通百姓家的照明配電線路、農田灌溉所需的配電線路、小型服務類的工藝設備等，因此，饋線自動化控制系統在我國當前的配電電網中具有極其光明的應用前景。

2 饋線自動化的控制方式和功能

2.1 饋線自動化的控制方式

饋線自動化的控制方式可以分為遠方控制和就地控制兩種，主要取決于配電線路中可控制裝置的功能，如配電線路中的開關等，當控制裝置屬于電動負荷開關且能夠與通信系統進行對接的時候，就可以實現配電系統的遠方控制，包括斷開和閉合兩種狀態。當控制裝置為重合器、分段器等，其斷開和閉合都是通過自身的功能設置實現的，不需要進行遠方控制，直接屬于就地控制方式。遠方控制根據配電線路的復雜程度可以劃分為集中控制形式和分散控制形式兩種，其中的集中控制形式主要指利用SCADA系統根據FTU采集得到的信息資料進行判別，發出可靠的控制信號，該方式也可以稱作主從式控制。分散控制形式主要是利用FTU向饋線自動化控制系統中相關開關控制裝置發出控制信息，各個控制裝置根據接收到的相關信息進行綜合的判別，之后對開關裝置進行控制。

2.2 饋線自動化的控制功能

饋線自動化對于配電線路的控制主要體現在其對整個配電線路運行狀態的監控，涉及所有配電線路中的主干線和各個支路上的電壓、電流、有功功率等參數，通過這些參數的監測能夠很好的體現配電線路的運行狀態。同時饋線自動化控制還體現在系統對配電線路中分段開關、聯絡開關等裝置的控制和監視，根據監視結果對其進行控制，其中能夠使用遙控的裝置能夠實現遠程遙控的功能。

饋線自動化控制系統的另一個功能是進行配電線路的故障定位，配線線路運行過程中出現故障或者異常時，控制系統能夠及時監視到，進而通過發送控制信號對故障進行隔離或者短接，根據故障處理情況進行負荷恢復或者轉供等。不同的配電線路出現故障需要采用不同的控制指令，如配電線路中發生永久性的故障，需要控制系統發送隔離信息，斷開故障前后部位的開關；當故障發生在環網運行線路的時候，需要根據故障實際情況完成供電負荷的轉供；及時對配電線路中的故障進行切除修復，保證周邊用戶的供電，需要進行網絡結構的調整，稱之為重構，由饋線自動化控制系統自動完成；當配電線路發生瞬時性故障的時候，一般通過切斷線路電源就能夠恢復正常，也可以通過饋線自動化控制系統根據配電線路的實際情況完成電力配電的恢復工作。

3 10kV配電網饋線自動化系統控制技術

3.1 就地智能分布式饋線自動化控制

配電線路中能夠直接反應線路運行狀態的參數是電壓和電流，因此通常在配電線路監視過程中取電壓和電流作為判斷線路是否出現故障的依據，形成了就地智能分布式饋線自動化控制技術。該技術能夠根據線路是否存在過電流或者欠電壓等情況對電網進行重新構設，并且應用證明聯絡開關安裝位置和線路的分段數目對于系統控制參數的選擇沒有直接影響，因此進行配電線路控制過程中不需考慮聯絡開關。當配電線路采用智能負荷開關的時候，線路各段的控制開關會在事先設定好的功能下相互協調工作，自發的對運行過程中的故障進行隔離和重構，如若配電線路中采用的是斷路器，則與之相連的斷路器等的開關功能可以自由控制，對出現的故障快速響應處理，對故障進行切斷或隔離，保證正常線路的供電需求。

3.2 重合器方式的就地式饋線自動化控制

饋線自動化系統中也可以通過重合器進行配電線路的控制，該種控制方式包括兩種形式，一是重合器與電壓時間形式，另一種是重合器與過流脈沖計數形式。重合器與分段器配合使用能夠很好地實現配電線路的故障診斷、故障查詢、故障定位與故障的隔離等，重合器與電壓時間形式的饋線自動控制系統配合分段器使用過程中通常采用的是延時電路，通過控制電壓值判斷配電線路是否出現故障，分段器使用的是常閉觸點。一旦配電線路中出現故障或者突然停電，就會出現欠壓現象，分段器開關就會瞬間分離，當故障檢修完成之后線路分段器就會再次閉合，通電的過程中會使故障周圍的開關受到感應重新閉合，恢復整個配電線路的供電。

3.3 主站集中式饋線自動化控制

主站集中式饋線自動化主要是由主站對饋線故障的情況進行實時監視，緊急控制，圖2給出了一種典型的基于主站的饋線自動化控制模式。對于10kV配電網路的主控部分，配電主站充分利用了較為先進的通信技術進行配電線路信息數據的實時采集、整理分析、儲存調用等，實現了配電線路的自動化監管。為了更好地發揮配電主站的監視作用，將其與地理信息系統一同應用能夠使配電線路的故障定位更準確，使得整個饋線自動化系統能夠對配電線路的運行狀態進行全方位的監視和控制。

主站集中式饋線自動化控制技術是在通信技術的基礎上實現配電線路的監視和控制，其控制的方式是集中控制，將電流保護和重合閘功能集成在一起，實現了配電線路故障的快速切斷，適時隔離，短時間內回復線路的供電功能。此外需要特別關注的地方是該控制系統工作過程中必須對故障的位置、時間響應等節點進行記錄，對記錄的數據進行科學合理的統計分析，提取有用的信息應用于配電線路的控制。

圖1 基于主站的饋線自動化控制模式

4 結語

電力電網工程的飛速發展極大地推動了我國配電自動化的進步，饋線自動化控制系統在配電線路控制中的應用，大大提高了配電行業的工作效率和業務水平。不僅為用電客戶的供電提供了重要的保障，同時也保證了相關企業正常生產的用電需求，為配電線路監視和控制的自動化和智能化提供了重要的技術支持。