浅谈中山地区配电网自动化（DA）技术的三种模式

摘要：配电作为电力系统到用户的最后一个环节，与用户的联系最为紧密。随着国民经济的迅速发展，人们对电力的需求在日益增长，同时也对供电可靠性和供电质量的要求越来越高。配电网自动化（Distribution Automation-DA）是提高供电可靠性、缩短用户停电时间的直接有效的技术手段，也是配电网智能化发展的基础。

关键词：配电网；自动化；主站集中；架空线路就地；电缆线路智能分布

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0133-03

从2008年开始，中山供电局统筹配电网规划、建设和改造工作，按照“三分”原则（配电网络结构“分区”、配电网络结构“分层”、公用线路和用户设备管理“分界”）对配电网架构进行调整和优化。解决了10kV电网结构较为薄弱、转供能力差、环网结构不合理等问题，形成了较为简单合理的环网结构，大幅提高了配网线路的环网率，为配网自动化（DA）的顺利实施奠定基础。

1 主站集中型DA模式（基于光纤通信方式）

主站集中型DA是馈线自动化普遍采用的模式，在配电房或环网箱安装配电终端，并建设可靠有效的通信网络将配电终端与主站系统相连，通过信息收集和遥控命令由主站系统集中进行故障判别和隔离。

1.1 应用介绍

中山供电局在中心城区使用光纤通信方式建设三遥配电终端，实现“三遥+故障隔离”功能。主站集中型DA采用“主站—终端”的两层结构，在就近的变电站使用通信子站汇聚各配电终端的光纤通道，以减少重复投资；同时配网主站系统与主网EMS系统实现互联，通过数据转发方式获取变电站内开关位置及保护信息。

当线路发生故障时，各终端设备检测到馈线有故障电流，集中上传到主站，由主站系统根据故障信息、拓扑结构，结合变电站的保护动作、开关跳闸信息，综合分析并确定故障类型和故障区段。主站集中型DA可以闭环或者开环运行，当采用闭环运行方式时，由主站系统根据最优处理方案直接发遥控命令进行故障隔离和恢复非故障区段供电，从而减小停电面积和缩短停电时间；当采用开环运行方式时，主站系统仅提供一个以上的处理方案供调度员参考，辅助调度员进行决策和遥控操作，达到快速隔离故障和恢复供电的目的。

1.2 故障处理分析

2 架空线路就地型DA模式（基于重合器-分段器）

基于重合器-分段器的就地型DA是通过开关设备的相互配合来实现线路故障的自动隔离和恢复供电，其模式通常有三种：重合器与重合器配合模式、重合器与电压-时间型分段器配合模式以及重合器与过流脉冲计数型分段器配合模式。

2.1 应用介绍

在配电网中电压-时间型分段器的接线方式如图2所示。其中PVS是真空开关，即电压-时间型分段器的开关本体。开关两侧的PT除采集电压外，也是开关分合闸的动力电源。FDR是故障检测器，用来检测开关两侧的电压，以判断是否合上真空开关。

电压-时间型分段器有两个重要参数需要整定，一个是时限X，称为合闸时间，是指从分段器电源侧加电压开始，到该分段器合闸的时间。另一个是时限Y，称为故障检测时间，是指当分段器合上后，如果在Y时间内可以持续检测到电压，则Y时间后发生失电压分闸，分段器不闭锁，当重新来电时，经X时限，还会合闸；如果在Y时间内检测不到电压，即在分段器合闸后不到Y时间内又失电压，则分段器将分闸并闭锁，当重新来电时也不再合闸。

2.2 故障处理分析

假设线路上P点发生永久性故障，变电站出口断路器CB1保护跳闸，造成A侧线路失压，分段器K1、K2、K3都跳闸，并启动联络开关L的X时限计时。15s后CB1第一次自动重合闸，7s后K1得电合闸，又经7s后K2得电合闸，由于P点故障仍然存在，导致CB1再次跳闸，而K1、K2也再次因线路失压跳闸。由于分段器K2合闸后未达到Y时限又失压，被闭锁不能再合闸。CB1经过5s后第二次自动重合闸，7s后K1得电合闸，恢复了故障区段左侧的供电。接着联络开关L在X时限计时达到45s后合闸，开始恢复故障区段右侧的供电。因为在分段器上设置了低残压闭锁功能，当其检测到任何一侧出现高于额定值30%的异常电压且电压持续时间超过150ms时将产生闭锁，所以K3不会合闸，避免导致CB2分闸而造成B侧线路失压。

3 电缆线路智能分布式DA模式（基于3G无线通信方式）

多年来，10kV电缆线路的馈线自动化建设由于站内出线开关不重合、电缆线路特性复杂、开关柜空间小且改造难度大、没有可靠的通信网络等原因发展缓慢。目前国内普遍采用安装故障指示器，通过故障定位来缩短电缆线路的故障排查和处理时间。

3.1 应用介绍

该DA技术有如下特点：

（1）采用3G无线网络，以加密认证方式通信。一台FTU配置一个通信模块，设立两个完全独立的通信通道，一个通道与配网主站通信，另一个通道用作主从FTU之间的通信。

（2）通过一台转发服务器与主站系统III区相连，从主站系统获取CB的位置和保护动作信息，实现对变电站出线断路器CB和线路第1台开关K1之间的故障快速隔离。

（3）线路故障隔离成功后，由调度员遥控或巡检人员现场合上变电站出口断路器CB，恢复非故障区段供电。

（4）具有近后备保护功能，当故障区段两侧开关3G通信模块或一二次设备异常时，由相邻的电源侧或负荷侧分段开关近后备保护分闸进行隔离故障。

（5）预留升级功能，当配网主站系统和FTU之间采用光纤通道后，可平滑升级为主站集中型DA模式。

3.2 故障处理分析

4 结语

主站集中型DA、架空线路就地型DA和电缆线路智能分布式DA模式组合使用，通过快速故障隔离和非故障区段恢复供电，减少停电时间，从而提高供电可靠性。既满足客户“有电用、用好电”的需求，不断提升了供电服务水平和客户服务质量；也提高了配电网的自动化水平和管理水平，保障了中山配电网的安全、稳定、可靠、经济

运行。

参考文献

[1] 黄汉棠，等.地区配电自动化最佳实践模式[M].北京：中国电力出版社，2011.

作者简介：卢小海（1979—），男，广东人，广东电网公司中山供电局工程师，研究方向：电力自动化。

（责任编辑：刘 晶）