配電網饋線自動化技術及其應用

張笑玲

摘 要：將饋線自動化技術應用到配電網中，一方面能夠實現對配網運行狀態的監測，另一方面能夠及時解決配電網中存在的故障，提升供電的穩定性。本文在介紹饋線自動化系統結構的基礎上，對其基本功能及實現進行研究，并對饋線自動化技術在電力系統中的具體應用進行探討。

關鍵詞：配電網;饋線自動化;電力系統

1 配電網饋線自動化系統的基本結構

配電環節在整個電力傳輸系統中占有十分關鍵的地位，而關于配電網饋線自動化技術的相關探索，則還有著很大的發展空間。自動化系統的發展離不開技術的不斷進步，借助于相關技術（如計算機技術、通信技術等）將與電力系統運行相關的各方面信息進行統一集成，形成相對完整的自動化系統，進而可以實時監管配網，實現對于配電管理工作的自動化與信息化，最終有效保障電力工作。需要看到的是，配電網饋線自動化在這其中扮演了十分重要的角色，它能夠有效降低電網故障率，縮短故障恢復時間，提升電力供應質量。另外，配電網饋線自動化在功能上主要體現在兩點：一是對于實際運行狀態可以進行有效監測;二是對于故障可以加以定位、隔離，以及自動恢復供電。

2 饋線自動化技術分析

2.1 饋線自動化技術的基本功能

一般來說，饋線自動化（FA）技術能夠滿足自身線路定位、故障檢測、故障隔離、以及供電恢復等相關功能。在實踐應用中，該技術方法借助于開關操作等手段，充分發揮智能科技的便利優勢，可以取得十分理想的效果。具體而言：一方面體現在故障處理過程高效迅速，另一方面則不會對配電網本身造成過多損害;因此，基于城市配電網的實際特征，FA技術具有較強的適用性。應該看到的是，在光纖、GPRS等技術快速發展的過程中，饋線自動化系統在成本與可靠性等多方面都有了明顯提升，特別是光纖以太網模式憑借自身性能及成本等方面的優勢，在推廣與普及程度上都尤為突出。具體分析來說：該技術借助以太網形式來連接FTU、主站與子站，基于光纖通訊本身遠程高速的便利，依托主網、子網間通信傳輸組網功能，達到數據信息分組交換目的，將系統數據實時快速的進行傳遞，實現操作速率提升。另一方面，依托于以太網的結構優勢，能夠通過網橋（路由器）達到IP層設備信息路由，或是通過子站交換數據，達到網絡互連的目的，進而有效帶動配電網饋線自動化操作效率提升。

2.2 饋線自動化技術的實現

饋線自動化技術的實現包括以下兩點。

其一，故障診斷流程。電力部門采用饋線自動化技術，主要是為了處理故障問題，與傳統技術相比，這種技術具有一定的可靠性，有助于提高電力部門的工作效率，饋線自動化技術可以根據電網的實際情況，對多種故障形式進行分析，并及時在線處理，避免對線路造成沖擊傷害。而故障診斷流程的原則是，以配電網終端為根本目標，對相關區域內進行故障檢測，以子站作為控制中心，并負責對饋線線路的故障分析、確定位置、及時隔離，為了有效縮小故障影響范圍，還應制定出非故障區域的供電方案，從根本上保證正常供電。而如果子站不能對故障問題進行處理，應及時上報給主站，并由主站提供處理方案。因此，可以分為以下幾個饋線自動化技術實現流程：首先，子站需及時將故障信息和解決方案傳送給主站，使主站可以全面了解故障信息。其次，如果對故障問題分析后，故障問題需要多個子站共同完成時，則由主站負責與其他子站協調。再次，根據故障具體情況，選擇合適的干預方式，在小型配電網故障中，如果故障問題十分復雜，可以采用人工和設備聯合干預方法。最后，在人工聯合干預中，應該制定多種故障分析方案，再由相關人員選擇最佳方案，對故障進行排除和處理，保證在短時間內恢復正常供電。

其二，故障識別的自動化技術。饋線自動化技術能夠準確對故障分析和處理，這與FTU有著密不可分的聯系，是由于FTU具有判斷故障類型、識別信號數據功能，可以將電流瞬間值作為故障判斷依據，如果線路發生相間短路現象，FTU就會采樣到電流的變化情況，并以此作為故障判斷依據，一般情況下，在故障發生30ms之內就能作出準確判斷，為電力部門提供最佳的解決時間。而如果出現單項接地故障時，采用這種模式就很難保證準確度，只有饋線自動化系統利用拉赫開關排除方式，才能對這種故障進行判斷，保證單項接地故障的準確性。

3 電網饋線自動化技術在電力系統中的應用

3.1 FTU和DTU的故障處理

在實際應用FA技術時，饋線終端主要所起到的作用就是操作執行。具體而言，借助于采樣分析手段，自動化系統終端FTU/DTU達成判斷功能，并處理子站故障。在運用過程中，饋線終端會首先接收到來自于主站所提供的故障情況信息（如：電力、電壓等特征量參數），然后再通過比較于采樣值，掌握故障問題的性質、類型等具體情況，最后加以有效的處理。

3.2 對于架空線路的故障處理

在針對架空線路方面，相應的自動化處理是基于柱上FTU配合柱上開關、主站、子站等來共同加以實現的。具體來說：FTU主要用于故障檢測;FTU配合子站能夠有效實現定位功能;而基于FTU、主站、子站等，則可以滿足故障隔離、供電恢復等相關操作要求。例如，在某實際電力案例中，要看架空線路的兩條手拉手架空線是否是由同一變電站進行供電。若是，則一個配電網饋線自動化系統的子站就可以用于監控所有開關（如：分段開關、聯絡開關等），并且，它同時也能夠滿足故障隔離、供電恢復等相關操作要求;若不是，則需要有兩個系統子站分別監控兩條架空線路，以及其故障處理、供電恢復等相關操作。

3.3 故障檢測過程中的時間分配

在配電網饋線自動化技術應用過程中，時間分配包括以下幾個方面：其一，針對永久性故障問題，判斷時間大概為3-5s，例如：要是架空線路出現故障時，變電站就會完成保護動作和自動重合操作，如果并未解決故障問題，就視為存在永久性故障。其二，子站負責對故障信息收集，要是使用直接收集模式，收集時間就在5-10s之內，如果使用RTU轉發模式，則需要10-15s的時間。其三，子站自動化定位的時間大概為1s，對故障隔離的時間是2-3s。其四，當主站接收到子站相關故障信息，并確定最佳的解決方案時，完成這一操作需5s左右的時間。其五，主站恢復正常供電的時間約為3-6s，其中每個開關的恢復時間在2s左右，一般情況下，只要恢復1-3個開關就能恢復供電。從饋線自動化技術的時間分配來看，通常在幾秒左右的時間內，就可以完成故障處理、恢復供電等工作，切實提高了配電網故障的處理效率。通過對數據調查發現，在2017年時，某地區應用了這項先進技術，在對故障問題分析和處理時，只用10min的時間就實現故障隔離等一系列操作，從根本上降低了安全隱患，不僅避免配電網事故的發生，還保證了電力部門的經濟效益。

4 結語

隨著人們對供電質量的要求逐漸提高，如何保障配電網的運行是當前急需思考的重要問題。通過以上分析能夠看到，將饋線自動化技術應用到配電網中具有重要意義和價值，有效提高了故障處理的自動化水平。

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