10 kV配电网馈线自动化的实用化研究

李德科

摘 要：馈线自动化能够实现对线路故障的自动定位与隔离，并恢复正常线路的供电。这对减少配电网故障停电时间，提高供电可靠性具有重要意义。根据对故障进行隔离以及恢复供电的方式的不同，可将馈线自动化分为就地控制、集中控制和智能控制等模式。分析了各种馈线自动化的工作原理及优缺点，总结了各种模式的应用场合。

关键词：馈线自动化；就地控制；集中控制；智能控制

中图分类号：TM76 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.23.154

馈线自动化能对线路正常状态以及事故状态进行监测，同时还具有四遥、自动投切电容器组等功能。最重要的应用是，10 kV配电网馈线自动化能在线路发生故障后，对故障进行自动定位，并将故障区域隔离开，恢复正常区段的供电，以降低故障停电对用户的影响。根据对故障进行隔离以及恢复供电的方式，馈线自动化模式往往不一样。本文对各种馈线自动化模式的特点进行研究，并对其实用性进行总结。

1 配电网馈线自动化的模式

1.1 馈线自动化就地控制模式

就地控制模式指的是对故障采取就地处理的方式，它采集就地电流、电压的变化，由重合器或分段器根据设定的逻辑依次动作，实现了对故障的判断与隔离，并恢复正常线路的供电。在整个处理过程中，就地控制模式不需要主站系统的控制。

图1为电压就地控制型馈线自动化系统。电压就地控制型以手拉手环网为例，S为联络开关，通常处于断开状态。当检测到联络开关S一侧带电而另一侧失电，则经一定时限后闭合。该时限要足够长，躲过线路上重合器、分段器动作时间。联络开关S闭合后，为失电侧线路的故障点下游非故障区段恢复供电。具体动作过程为：如果K1点发生永久性故障，重合器R1首先跳开，线路1断电，FDK1、FDK2跳开。经延时后R1重合，再经延时t1后，FDK1合闸于故障K1，立即断开并闭锁，不再重合。经一段时间后R1再次重合，R1与FDK1之间线路恢复供电，而FDK1至联络开关S段失电。当联络開关S检测到线路1侧没有电压而线路2侧有电压，经延时后合闸。随后经延时t1后FDK2合闸于故障K1，FDK2、FDK3、FDK4、R2跳闸。其中，FDK2闭锁不再合闸，R2、FDK3、FDK4经延时后依次合闸，FDK2至R2段线路恢复供电。而FDK1、FDK2都断开，将故障K1隔离开。采用这种方式可能导致联络开关另一侧正常线路短时停电。

1.2 集中控制型馈线自动化模式

集中控制型馈线自动化模式是主站/子站通过通信系统集中收集馈线终端FTU检测到的故障信息，启动故障处理程序，对故障进行识别与定位以及隔离控制的。整个过程包含了主站/子站、通信网络和FTU 3个环节。以架空环网为例对集中控制型馈线自动化模式动作原理进行阐述。当K1点发生永久性接地故障时，R1断开并重合于故障再次跳开，主站收到故障检测信号启动故障处理程序。FDK1处的FTU检测到故障电流，而FDK2处的FTU没有检测到故障电流，主站判断接地点在FDK1与FDK2之间，通过自动或手动遥控将FDK1、FDK2断开，故障点K1被隔离。最后合上联络开关S，非故障线路段都恢复正常供电。这种模式对故障定位准确，不需重合器多次重合，对电网冲击小，但要增加通信网络方面的投资。

1.3 智能控制模式

传统馈线自动化对故障的处理时间在分钟级，而采用点对点对等通信技术，能在数秒时间内完成故障的处理。它的工作原理为：将重合器R以及FTU都接入以太网，向配网自动化主站发送所有检测信息。某一FTU检测到故障电流后，主动向相邻FTU发送故障信息，同时请求相邻FTU检测信息。每个FTU将自身检测信息与相邻FTU的检测信息进行对比，从而定位出故障，并做出故障隔离、恢复供电的控制策略。故障处理完成后，FTU将处理信息发送给主站/子站，整个故障处理过程中不需要主站/子站的参与。这种方式处理时间快，有利于提高供电可靠性。由于只使用自身以及相邻FTU的检测信息，不需知道整个配网的拓扑结构，对FTU进行整定配置较为简单。同时，这种控制模式对通信要求较高，造价不低，相信随着技术的发展以及成本的降低，这种智能控制模式会有较好的发展前景。

2 总结

馈线自动化就地控制模式不需要通信，投资相对较小，可靠性高，实施方便，主要应用于对供电可靠性要求不高、通信条件不好的配电线路。但由于电缆线路不允许重合，因此这种模式只能应用于架空线路。集中控制型馈线自动化模式能对线路运行状态进行监控，不需要重合器进行多次重合来配合隔离故障，因此不会对电网造成冲击，同时适用于架空线路和电缆线路；不足之处在于，这种模式需要建设通信通道，投资较大，主要适用于对供电可靠性较高的地区。智能控制馈线自动化模式采用终端与终端之间使用对等通信网络交换数据，能够实现快速故障处理，适用于重要负荷的线路，虽然目前应用得不多，但相信随着技术的发展会逐渐被推广使用。

参考文献

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〔编辑：刘晓芳〕