基于配網自動化系統的電纜配電環網縱聯保護技術思考

王俊锜

（國網重慶市電力公司 市區供電分公司，重慶 400030）

0 引 言

電纜配電環網的體系組成結構較為復雜，包含電纜線路、系統連接部位以及其他的關鍵結構部件。電纜配電環網如果表現為大規模的配電運行故障，那么電纜配電系統的良好經濟效益與安全效益就無法得到保障，甚至還可能給電纜配網的系統操作使用人員帶來人身傷害風險。縱聯保護的自動化技術手段有助于配網管理人員準確識別電纜配電環網的安全風險因素，通過實施電纜網絡體系的故障隔離措施來保護網絡其他區域的配電運行安全，切實降低并控制配電網的運行事故損失。

1 配網自動化系統的電纜配電環網基本組成結構

現階段的城市配電網絡原有功能正在逐步得到拓展優化，網絡電纜線路全面取代了架空輸電線路[1]。在此前提下，瞬時性的配電網安全使用故障產生概率將會得到顯著降低。在配網自動化模式下，電纜配電環網可以被設計為環網柜的體系結構，其中電纜線路應當連接系統中的雙重電源。電纜配電環網的核心組成部件為環網柜，可以確保不同系統電源控制下的系統饋線都能夠融入合環運行的范圍，充分提升了電纜配電環網本身的穩定性和安全性[2]。

系統環網柜有充足的配電運行負荷，如果系統中的一側供電電源表現為退出狀態，那么另一側的系統電源可以提供全部電纜運行所需的電能[3]。對于變電站系統中的母線組成結構而言，環網柜與系統母線之間主要經由斷路器來進行開關連接，這是由于斷路器的系統進線開關組合連接方式可以縮短故障電流的響應切斷時間，對于系統故障側的隔離處理效果較好。電纜配電環網的體系結構如圖1所示。

2 電纜配電環網縱聯保護系統的總體設計思路

縱聯保護系統包括系統通信裝置、系統通信通道以及系統保護裝置等。縱聯保護的基本技術思路體現在兩側的系統線路部位實現縱向聯系的目標，確保一側的系統線路故障，信息數據能夠瞬時傳遞給另外一側的系統線路，實現聯合工作和聯合保護電氣系統的目的[4]。電纜配電環網包含了較多的電纜線路組成部件，技術人員針對網絡中的各條電纜線路通過實施統一化的縱聯保護，可以有效提升整個配電環網的安全性能[5]。

縱聯保護系統的總體設計思路在于準確定位網絡故障的產生部位區域，對于電流突變狀態下的故障信號傳輸處理模式進行了合理優化，確保達到自動同步處理配電環網運行使用故障的目的。對于環網柜的系統運行狀態進行詳細劃分，確保環網范圍內的起動元件能夠得到全面保護。在故障區段的定位過程中，統一的配網自動化閉鎖信號裝置將會傳輸特定頻率的系統故障信號，進而準確識別與定位環網故障區域位置[6]。

此外，系統設計人員針對自動化的環網保護仿真立體化模型進行構建，依靠仿真的三維動態化系統模型來選擇最佳的縱聯保護規劃方案。建立在統一閉鎖控制前提下的環網縱聯保護模式可以有效降低系統故障的識別定位成本。從根本上來講，縱聯保護系統優化設計的宗旨就是嚴格確保環網穩定運行，對于發送跳閘信號和系統故障隔離的全過程實現統一化管控。

3 電纜配電環網縱聯保護技術的實踐運用要點

3.1 系統通信通道

對于電纜配電環網的結構體系而言，現有的縱聯保護通信通道包括光纖通道和電力載波通道，這兩種類型的系統通信通道都可以被用來傳輸與發送縱聯保護數據信號[7]。對于光纖通信通道而言，包含光纖傳輸媒介的縱聯保護網絡通信通道可以達到較大的通信傳輸總量，并且可以與配網電纜線路實現共同運行的目標。光纖通道設有較長的通信數據發送傳輸空間距離，對于架空地線與光纜能夠進行結合布置，有助于實現最大化的配電環網電纜線路保護實效性。

電力載波通道重點對高頻電流進行發送與傳輸處理，其中包含400 kHz以內的系統電流信號。電力載波通道體系包含耦合電容器、阻波器、收發信機以及高頻電纜線路，可以確保經由高頻電纜線路的信號數據都能得到準確的發送或接收處理。在配電環網的兩側結構中，系統電氣量的數據信息可以得到準確安全的發送，有效節約了電纜環網的數據處理成本[8]。

3.2 發送閉鎖跳閘信號

電纜配電環網如果表現為錯誤的系統運行狀況或者配電環網的特定區域部位出現了安全事故風險，那么縱聯保護模式下的自動控制系統可以準確識別，進而實時發送閉鎖跳閘保護的指令信號[9]。閉鎖跳閘保護信號本身具有快速切斷環網電纜線路的效果，可以避免環網內部的電纜線路被燒毀或者熔斷。在環網故障全面解除的狀態下，系統將會自動發出允許信號指令，表示配電環網可以恢復正常的運行使用狀態[10]。

電纜配電環網的基礎設施必須要達到較高的標準，否則將會給安全運行管理帶來難題[11]。系統管理技術人員應當將傳感監測裝置布置在電纜配電環網體系的各個區域部位，以便準確控制與監測空間環境因素。如果能夠確定電纜配電環網基礎設施的運行空間濕度過高，那么應當密切重視基礎設施的受潮損壞風險[12]。具體負責人員對電纜配電環網的電流泄漏安全隱患也要展開全面監測和排查，妥善處理電纜配電環網體系的安全風險因素[13]。

3.3 構建智能化的縱聯保護模型

目前，配網自動化的智能技術手段已經被推廣運用于電纜系統安全保護工作中。系統運維管理人員應當構建立體化和動態化的配電環網運行狀態模型，據此達到準確識別配電環網安全運行風險因素的目標[14]。與原有的人工實施配電網絡安全監管保護方式相比，建立在動態化與三維立體化模型支撐下的縱聯保護技術方案可以達到最佳實踐效益，同時合理節約識別與檢修配電環網故障的成本。

為了提高電纜配電環網系統的經濟效益，需要嚴格保障電纜配電環網安全。自動化的縱聯保護模型可以幫助系統運維人員實時監測系統設備風險，避免發生規模較大的運行事故[15]。縱聯保護技術手段運用于電纜配電環網的具體實踐要點如表1所示。

4 結 論

將縱聯保護技術手段全面運用于電纜配電環網的運行過程，依靠自動化的故障定位與相位信號交換處理技術來控制配網運行安全風險因素。在具體實踐中，電纜配電環網的運維管理人員應當結合網絡智能化手段來構建縱聯保護模型，通過仿真建模的方法來確保配電網絡的運行安全，避免電纜配電環網中的系統短路故障或其他故障擴散。