配电自动化面保护的原理与应用

王玉庆

摘要：传统的馈线保护是由多个重合闸故障这样的方式来完成对电气设备更大的损害的保护实现。针对传统方式的不足，在面保护原理分析的基础上，本文分析了面保护方式处理的必要条件，以达到保护要求并提出了相关算法。分配终端设备不仅可以收集自身信息，还可以通过一个完整的双向通信网络将信息接收发送到一个独立的分析和判断，接收相邻的FTU发送的信息，不再依赖于分布主控站和子站的控制。

关键词：配电网自动化；面保护；FTU；分段开关

一、引言

随着我们国家的经济发展水平的不断提高，用户对电力的依赖显著增加。提高电能质量和提高供电的可靠性，实现配电自动化已经成为当务之急。改进供电质量的首要任务是提高可靠性，提高了配电馈线保护，减少停机停电时间，减少损伤越级跳闸的损害。

二、面保护的原理

1 面保护原理介绍

随着用户逐渐提高供电电网可靠性的要求，对网络故障的处理能力以及配电自动化建设提出了新的要求。在电网中的任何一个故障应迅速在最小范围内进行隔离，杜绝非故障区段的停电。

根据如图所示的表保护配电自动化系统，矩形框表示住上开关，诸如具有开关功能的断路开关及联络开关，方框代表FTU或其他终端，其与相应的住上电气开关对应，双向箭头表示各电路之间相邻的FTU 之间的通讯，虚线表示FTU与主站及各种电气参数传输分发网络之间的通信循环。

当分发网络运行正常时，FTU将收集实时电气开关设备的电气参数，例如线功率、电压、电流、分段开关分合闸情况等，通过通讯网络输送到分配网通网络主站，以便于与电网主站实时监控。

当分发网络故障发生时，故障电流流经部位的各个电气开关立刻启动，FTU基于其获得的故障电流信息、电压信息和开关信息，利用一个完整的通信网络与相邻的FTU通信，进行传输分闸命令或者分闸闭锁命令的传输，而接收相邻的FTU传达开开命令或锁定命令。因此面保护相对于传统的故障排除具有更简单、方便、可靠的特点。

当配电网络结构的变化時，需要计算的分销网络拓扑结构的变化以及电网中每个参数的值，然后由控制配电自动化主站将这些参数传送给每个FTU，刷新原有给定值。

2 面保护实现的必备条件

面防护实施应具备以下三个前提条件：

完整的通信网络。精确故障定位和隔离必须依靠FTU完整的通信网络。当故障发生时，相邻之间FTU依靠通信网络进行快速传播，根据完整性按照信息综合判断故障定位，可以在不到200毫秒内完成，并实现故障自动隔离，在30秒内完成全区域恢复供电。

每个供电端子应具有的CPU。馈线终端CPU本身可以通过电指令信息进行检测，并针对其他馈线终端进行综合判断和处理，对其他电器开关发出合闸命令。

并行处理。面保护系统安装有很多FTU，每个FTU都有自己的 CPU。如果发生故障，则CPU在相同的时间进行启动和信息处理、故障处理。如果按照串行工作，这将导致信息传输延迟或堵塞，失去面保护方式处理速度快的优点。

3面保护特点

现在面保护具有明显的优势，它克服信不能收集全面的缺点，分销网络故障排除标准是简单易于理解，有效地减少了处理时间的故障，也能防止跳闸引起因越级产生的非故障区域供电。

使用面保护智能故障处理具有以下四大优势：更全面的诊断工具，提高故障处理的准确性，故障信息的处理不需要配电主站和子站的配合。直接故障隔离断裂带，减少停电范围与越级操作，保证健全区域的正常供电。

三、配电网故障处理判据

1.故障定位判据

当发生故障时，它可以精确地定位故障，是面保护的第一步。以下标准对基于面保护原则故障定位进行了介绍。面保护典型分布网络模型如图所示，DL1、DL2表示位于馈线首段和末端的出线开关，FD1，FD2，...，FDn为分段开关，Lx为联络开关，FTU之间的双向箭头代表他们之间可以进行相互通讯。

由于第1， ...， （m-1）， （m+1）， ...， （n+1）段没有发生相关故障，但对于第m段未能满足，则可以判断是m段存在故障。

其中一个先决条件是面保护在完整的通信网络中，所有设备不仅与配电馈线主站通讯，相关之间可以自由通讯。流经分段开关FDA的电流由其相应FTUk采集和传输，相邻FTU可以接收信息，所以每个FTU按照上述公式的公式进行故障判断。如果这是第一个m段失败，FTUm-，和FTUm向发出跳闸命令，相应的子开关被触发。为了减少馈线故障的通信网络的影响，将进行实用化处理。

四、结语

本文对于广泛应用数据采集分发网络的算法，通过比较所选傅立叶算法来计算RMS电流和电压分布网络进行了比较。本文根据面保护设计，基于故障定位的保护标准，选择合适的故障隔离和恢复供电标准。

参考文献：

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