10kV馈线自动化在配电网改造中的应用研究

2015-12-25简家哲

中国高新技术企业 2015年31期

摘要：经济的发展推动了社会的进步，经济与社会的进步加大了对电力电能资源的需求，配网作为供电网络系统中的重要环节，发挥着重要的供电服务功能，馈线自动化技术对于配网具有十分重要的作用，能够有效判断并隔离故障问题，并恢复非故障区的供电。文章分析了10kV馈线自动化的应用原则、运行模式以及在配网改造中的应用。

关键词：10kV馈线自动化；配电网改造；供电网络系统；电力电能资源；隔离故障文献标识码：A

中图分类号：TM773 文章编号：1009-2374（2015）31-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.016

馈线自动化是配网系统的重要组成部分，发挥对配网运行状态的监督以及故障警报功能。在馈线自动化技术支持下，配网系统出现故障问题时，故障区域会被自动隔离出来，同时，其他非故障线路依然能够正常供电，这样就有效控制了停电范围，确保供电服务质量。馈线自动化能够有效支持配网的改造与优化，提高配网运行质量，及时解除故障，维护系统的安全运转。

1 馈线自动化的应用原则

馈线自动化是配网系统的重要组成部分，发挥对配网运行状态的监督以及故障警报功能。在馈线自动化技术支持下，配网系统出现故障问题时，故障区域会被自动隔离出来，同时，其他非故障线路依然能够正常供电，这样就有效控制了停电范围，确保供电服务质量。

参照国家在此方面的相关规定，馈线自动化的应用应该本着以下原则：（1）馈线自动化线路的选择要确保三分之二以上的用户都能接受到N-1可靠性准则的能力；（2）分段原则。必须要最大程度上控制停电用户的数量和规模，实行分段停电，以此来确保用户获得稳定的安全的供电服务；（3）设备的选择需要达到以下标准：线路出现故障问题后，故障区域能被及时有效地隔离，而且其他非故障区段能够直接自行恢复运转；也要确保馈线自动化能够朝着配网自动化的方向发展，达到对配网装置工作状况的远程监控。一些分支线路，其所承受的负荷相对较重，需要安装分段开关，以此来实现对故障的隔离，维护主线正常、合理工作。

2 各类馈线自动化系统的运行模式

2.1 故障定位系统

一般设置故障指示器设备，一旦配网系统出现问题，工作人员可以凭借巡检、查看指示器中的信息，来得知故障位置。故障指示器一般配置于配网中，例如电缆、架空线等，用来呈现故障电流。一般用来识别短路故障，短路故障发生后，指示器就会做出反应，例如亮灯报警、翻牌等，从而定位故障区域，提高了故障查找效率，进而做出有效处理，维护系统常规运转，保证安全供电。

2.2 就地式馈线自动化

这一系统是指完全依靠配电终端与现场自动化设备之间的协调配合来定位、隔离故障，并使其他为发生故障的线路恢复正常运转。（1）重合器方式。故障问题出现后，凭借不同线路开关之间的关系彼此配合，参看重合器来就地分辨并隔离故障，其他非故障区则恢复正常运转；（2）智能分布式。依托于重合器方式，在局部地区设置光线通信，确保环网中的FTU能够彼此沟通信息。当故障发生能使离故障区域最短距离的两端开关迅速跳开，这样无需变电站开关做出跳闸动作，从而控制断电范围，其他的联络开关则能够在故障后极短时间内依然自行恢复供电。这样就达到了各个类型、各个等级开关间的有效配合，达到隔离故障、恢复供电等

目标。

2.3 集中式馈线自动化

这种馈线自动化主要依靠配电主站和终端间的彼此互助、有效配合来达到自动化定位并隔离故障，并及时恢复其他线路的正常运转的目的。主要的运行方式为全自动化和半自动化。（1）全自动化。配网主站、子站等凭借及时获取配电终端的相关数据，对应分析配网所处的状态，达到判别、定位并隔离故障的目的，也能够及时恢复非故障区的正常运转；（2）半自动式。配网主站、子站等凭借及时获取配电终端的相关数据，对应分析配网所处的状态，达到判别、定位并隔离故障的目的，再利用遥控、人为控制等方式来达到隔离故障的目的，同时也会维护非故障线路的常规工作。

这主要的两种馈线自动化技术，其控制技术的对比如表1：

表1

3 馈线自动化系统的设计方法

系统配合选择断路器二次重合闸的模式。经过综合考虑决定，设置站内一次、二次重合闸都在5秒钟。凭借开关控制器的延时设计达到转移系统负荷的目的。本着控制停电时长的思路来掌控分段点闭合与断开的

时间。

其中，必须科学设定环网点时间，因为它关系到联络电源的正常工作，能够预防其误投，从而有效防范故障问题。具体的设置可以遵循以下公式：

环网点时间=（Tg+Tl+Tg+T2+nXn）×1.1

式中：

Tg——系统从短路至断路器反应的时间

Tl和T2——代表第一次、二次重合闸的时间

n——故障所处的分段级数

之所以选择乘以“1.1”，是想要积极控制时间误差，预防事故扩大化。

应该参照线路的长短、负荷大小、所处位置、杆数等来对应全面权衡分析自动化装置的数目、布局等。

馈线出口位置的开关选择单TV连线模式，因为这样能够维护线路负荷的正常、自动传送。

两次重合闸操作对应不同的任务：第一次，分析得出故障范围内并闭锁故障线路的开关；第二次，使位于故障段之前的线路能够再一次重新运转。之所以将两次重合闸时间都设为5秒，是由于控制器在得到并确定故障问题时需要3.5秒，这3.5秒内涉及到各类锁扣问题，因此应该让重合闸时间超出3.5秒，这样才能顺利地确定故障。

4 馈线自动化系统的更新与升级

在馈线自动化技术的支持下，系统的故障应该按照下面的流程来实现：endprint

4.1 隔离故障区

故障问题出现后，立足于故障的特征与水平，启动控制器来实现对开关的监控、电压的观测。开关装置断开，要主动关闭故障段附近的开关，在这个时候，整个系统图将变成绿色，意味着这条线路已经断开电力

供应。

4.2 重返电源端非故障段的正常运转

变电站中经历一次重合闸后，在故障区域前方因为配置了开关控制设备，它能够自行判断该线路所处状态，进而自动地闭合，重新恢复该线路的正常运转。

4.3 负荷端非故障区域的负荷转移

配置中安装了测控设备，能够负责观测开关状态，及时发现故障数据，使它们及时输向控制中心。控制中心能够及时有效地发现故障的位置，同时判断出2h内线路对应的负荷大小，从而得出如何转移负荷，这样故障区后面的开关，途经主站朝着开关提供分合闸命令，从而实现故障区后端的正常运转。

4.4 故障的解除，供电的恢复

参照警报装置发出的故障信号，控制中心开始分析、判断故障信号，并提出相应的维护、维修对策，维修工作实现后，这一区域则进入常规运转状态。

故障问题消失后，配网系统会自行回归到初始供电状态，工作人员经检查、核实、确认后，能够让一切设备都回归到以往的常规运行状态，从而维护整个系统的安全。