玉溪配網就地式饋線自動化分段及配置研究分析

丁應平，朱俊昌，吳紹俊

(1.云南電網有限責任公司玉溪供電局，云南 玉溪 653100；2. 云南電網有限責任公司玉溪新平供電局，云南 新平 653400；3.云南電網有限責任公司玉溪江川供電局，云南 江川 652600)

0 前言

為了適應新形勢下電網建設發(fā)展的要求，加快城市電網改造和完善農村電網建設，有效提高供電可靠性，結合玉溪市架空線路為主的配電網網架結構，研究適合地域網架特性的配電自動化是近年玉溪配電網規(guī)劃建設發(fā)展方向。

1 饋線分段模型可靠性計算

目前玉溪市10 kV架空網的主要類型為輻射型電網和單聯絡電網，參照歷年線路故障情況，將10 kV架空饋線故障率設置為0.05 次/年/km，故障平均修復時間設置為2 h，通過對輻射型電網的可靠性計算結果可得出，饋線主干分段數與饋線主干長度相關，當饋線主干長度不超過12 km時，宜將饋線主干用自動化分段開關分為3段；饋線主干超過12 km但不超過15 km宜分為4段；饋線主干超過15 km但不超過20 km宜分為5段，超過20 km宜分為6段。通過對單聯絡電網的可靠性計算結果可得出，當饋線主干長度不超過3 km時，宜將饋線主干用自動化分段開關分為2段；饋線主干超過3 km但不超過8 km宜分為3段；饋線主干超過8 km但不超過12 km宜分為4段；饋線主干超過12 km但不超過15 km宜分為5段，超過15 km宜分為6段。

2 饋線分段建模及配置方案

2.1 饋線分段模型

根據模擬可靠性計算，可存在饋線配置模型10種（根據分段），其中輻射型5種，單聯絡5種，如下圖1、圖2所示，模型各符號開關定義如表1所示。

圖1 (a) 輻射型2分段饋線模型

圖1 (b) 輻射型3分段饋線模型

圖1 (c) 輻射型6分段饋線模型

圖2 (a) 單聯絡2分段饋線模型

圖2 (b) 單聯絡3分段饋線模型,

圖2 (c) 單聯絡6分段饋線模型

結合饋線模型情況，以及玉溪市“三分兩自一環(huán)”配電網規(guī)劃建設原則（其中“三分”為：“供電分區(qū)”、“結構分層”和“資產分界”；“兩自”為：“核心區(qū)采用集中式”和“非核心區(qū)采用就地重合閘式”；“一環(huán)”：按照統一的單環(huán)網結構構建配網網架）。在玉溪市建議主要采用單輻射3分段及單聯絡3分段模型為主，其他分段模型為輔的建設方式進行推廣。

表1 開關動作配置及整定要求

2.2 饋線自動化配置分析

2.2.1 饋線自動化原理

玉溪市10 kV架空線路按照就地分合閘智能開關的方式，采用電壓-時間型智能開關就地控制模式，在主干線、分支線處和聯絡處加裝開關，通過電壓-時間型模式整定開關配合動作時間值，采用失壓跳閘、有壓合閘、條件閉鎖等方式讓開關自動控制實現配電線路的故障定位、故障隔離和恢復非故障區(qū)域供電的過程。

2.2.2 饋線自動化開關加裝原則

由于玉溪市主要以單輻射3分段及單聯絡3分段模型為主，其他分段模型為輔，按照模型需要對架空線路加裝智能開關成套設備，智能開關設置原則如下：

1）配網架空線路主干線以配置3臺自動化分段開關為宜；主干線線路較長時，可酌情增加1臺自動化分段開關，即主干線分段開關和聯絡開關合計不宜超過4臺。

2）對于長度較長且故障率較高的分支線，為縮小故障停電影響范圍，減少主干線開關跳閘次數，可在該分支線首端設置1臺負荷開關。

3）開關應具備“兩遙”功能，并可擴展為“三遙”。

3 饋線自動化邏輯動作研究

3.1 線路正常動作研究

我們以單聯絡線路3分段模型為例，研究分析饋線自動化幾種故障情況的動作邏輯。

3.1.1 在主干線1段發(fā)生永久故障

結合整定原則及開關動作邏輯，當主干1段發(fā)生永久性故障時，線路各開關動作如表2、表3所示。

表2 單聯絡主干1段故障動作情況表

表3 分支線故障動作情況表

3.1.2 三相短路故障

三相短路故障分為三相斷線接地短路和三相短路失壓，當饋線主干線某段出現三相斷線并使斷線兩端都接地或三相短路失壓，此時饋線前段（變電站至斷線處）按照單聯絡電網的故障隔離過程進行，饋線后段依靠聯絡線路隔離故障并恢復無故障段供電。

3.2 故障時開關拒動

通過對單聯絡及單輻射線路分析后，開關拒動均比開關正常動作時增大停電范圍。

3.3 正常時開關誤動

3.3.1 輻射型線路開關誤動研究分析

1）主干分段開關FB誤動分閘：由于主干分段開關FB為失壓跳閘，當線路正常運行時，若主干分段開關FB的PT損壞（一側爆裂），導致該主干分段開關FB誤動分閘，從而使其后級負荷全部停電；若非PT損壞，則PT檢測到電壓，FB按其整定的A-time時間恢復供電。

2）分支線分界開關ZB誤動分閘：其后級負荷全部停電。

3.3.2 單聯絡線路開關誤動研究分析

1）分支線分界開關ZB誤動分閘：其后級負荷全部停電。

2）主干分段開關FB誤動分閘：FB誤動后，聯絡開關L按時整定時間正常動作后，誤動開關后級負荷轉移至聯絡線路供電。

3）聯絡開關（L）誤動合閘：一是若兩回線路來自相同母線，則不存在影響；二是若兩回線路來自不同母線，則造成合環(huán)供電，因此需對具體線路進行合環(huán)供電計算，合環(huán)條件滿足時，才能將此聯絡開關設置為智能型。對于聯絡開關若不能實現“三遙”功能，建議采用人工就地遙控。

3.4 誤動和拒動同時發(fā)生情況分析

正常供電時，開關誤動，然后開關重合閘，拒動，后段失壓，45 s后聯絡開關閉合，恢復供電。

4 結束語

通過對可靠性建模分析計算，結合玉溪市現狀配電網網架結構以及未來目標網架結構，在玉溪市就地式饋線自動化規(guī)劃建設中，以輻射式3分段線路及單聯絡3分段式線路模型為主，4分段及以上線路為輔的模式推進建設。按照方案實施后，玉溪市目前已完成了近50回中壓線路的就地式饋線自動化建設，目前所有線路運行良好，并且已發(fā)生多次故障，線路均可按照原定動作邏輯快速切除故障段，并恢復非故障段供電。玉溪市架空線路可自動實現隔離故障段，快速恢復非故障段供電，結合開關動作遙信快速實現故障定位，可有效提升供電可靠性。