配电网馈线自动化技术及其应用

马开波

摘 要：随着国民经济的高速发展，我国人民的生活水平也日渐提高，各种家用电器已经成为人们生活的必需品，相对应对供电的需求也越来越高。近年来，科学技术的发展推动了电力传输技术的革新，尤其是配电网馈线自动化技术的应用，有效的提升了电力供应的质量。文章将简单介绍配电网馈线自动化技术的特点，分析研究其在电力系统当中的应用，为相关工作者提供参考借鉴。

关键词：配电网；馈线自动化；电力系统；运用

中图分类号：TM76 文獻标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）33-0151-02

Abstract： With the rapid development of the national economy， the living standard of the people in our country is improving day by day. All kinds of household appliances have become the necessities of people's life， and the relative demand for power supply is also getting higher and higher. In recent years， the development of science and technology promotes the innovation of power transmission technology， especially the application of feeder automation technology in distribution network， which effectively improves the quality of power supply. This paper introduces the characteristics of feeder automation technology in distribution network， analyzes its application in power system， and intends to provide reference for related workers.

Keywords： distribution network； feeder automation； power system； application

1 概述

在电力传输系统当中，共有四个环节的内容，分别为发电、输电、配电和用电，这其中，又以配电环节最为重要，是整个电力传输系统的枢纽。近年来，在国家和电力企业的共同努力下，我国的电力传输系统得到了迅猛的发展，基本完成了全国的配电自动化覆盖，有效的提升了电力供应的质量，保障了各行各业的用电需求。但是与发达国家相比较，在配电网馈线自动化技术方面还存在一定的差距。因此，研究分析配电网馈线自动化技术及其应用具有重要的现实意义。

2 配电网馈线自动化系统的基本结构

2.1 配电网自动化系统

随着现代通信技术的不断发展，电力传输系统的配电技术也在不断的进步。通过利用计算机技术，将电力系统在运行过程中的电网结构、相关电力设备、用电客户以及地理图形等信息集成在一起，构成一个完整的自动化系统，从而实现对配电网的实时监控和管理，达到信息化和自动化配电管理的目的，有效提高了电力系统的供电质量，改善了配电的工作效率。这就是配电网自动化系统，它可以确保配电企业可以以远程的方式，对电力传输系统进行监控、协调和实现相关配电设备的自动化管理。

2.2 配电网馈线自动化的意义

作为实现配电网自动化的基础，馈线自动化是最重要的组成部分。在电力企业施工工作过程中，在实现配电自动化室，首先考虑的也是实现配电网馈线自动化系统。其主要意义体现在以下几个方面：

（1）降低了电网故障率：利用馈线自动化技术，可以对配电网的运行以及电力设备的实时情况进行监控，从而帮助相关管理人员可以及时的掌握配电网的故障隐患，并采取有效的措施避免配电网故障的发生，有效的降低了电网的故障率。（2）缩短了故障恢复时间：配电网的故障发生存在着偶然性的特点，传统的检修方式，需要对故障发生的原因和位置进行逐一排查，还要对排查到的故障点进行隔离，这就消耗大量的时间。实现馈线自动化技术之后，系统可以在短短几分钟，甚至几秒钟的时间内发现故障点所处的位置和故障信息，并对其完成隔离工作，有效的缩小了故障影响的客户数量以及停电时间。（3）提高了电力供应的质量：利用馈线自动化技术，可以对相关设备进行实时的监测，还可以实时反馈配电线路的供电电压、谐波含量等参数，可以帮助相关工作人员及时的发现电力供应过程中存在的质量问题，便于及时采取有效的调整措施，例如对变压器的分接头档位进行调整等，从而确保了电力供应的质量。

2.3 配电网馈线自动化的功能

（1）运行状态监测：该部分功能可以分为两个方面：一方面通过对馈线线路终端进行监测，掌握系统工作的电压幅值、电流、有功功率、电量、功率因数等状态，实现了系统的正常状态监测；另外一方面，可以对主要配电线路以及设备的事故情况进行监测，完成事故状态的监测。（2）故障定位、隔离与自动恢复供电：利用馈线自动化技术，可以实现对配电网系统中发生故障的线路进行快速的定位、隔离，并实现无故障区域的电力供应恢复正常。

3 馈线自动化技术分析

3.1 故障诊断流程

作为配电网馈线自动化技术的最主要功能，其故障处理时借助系统中智能集中与智能分布相结合的形式来实现的。相比较传统的故障处理方式，馈线自动化技术可靠性更强，灵活性更高。它可以根据当前电网机构和参数的实际情况，对故障进行实时诊断，并对故障的变化进行分析研究，有效的减少了传统故障处理方式对配电网所造成的影响。

当配电网馈线自动化技术在进行诊断过程中，其主要原则如图1所示。首先利用配电网馈线自动化系统的子站，对其所在区域内的馈线故障进行分析和定位，并对其进行及时隔离的同时，将信息上报给主站，有效了降低了馈线故障对电力终端的影响。如果子站未能对故障区域进行隔离，此时主站根据相关的上报信息，进行全面的分析计算，并协调给予相关的处理解决方案。其具体流程如下所示：

（1）配电网系統发生故障后，配电网馈线自动化系统的子站对故障的信息以及处理结果进行采集，并将其上报给主站，便于主站可以全面的了解故障发生的具体信息。（2）通过强大的计算机处理分析，如果子站无法完成对故障的修复以及配电网的重构，则由主站对多个子站进行协调，以多子站联动机制视线对故障的解决。（3）在配电网故障解决过程中，根据故障的实时情况，采取有效的干预方式。例如如果发生的故障为小型故障，则由配电网馈线自动化系统自主完成故障的排查和处理过程；如果发生的故障较为复杂，则可能需要人工的介入对其进行有效的解决。

3.2 故障识别的自动化技术

对于故障识别，在配电网馈线自动化系统当中，FTU模块主要是实现对故障类型以及相关信息数据的识别工作，并以FTU中的采样电流利用电流瞬时值作为故障的判别依据。

例如：如果配电网出现单相接地故障时，接地点零序功率分量会与会与和正常电路的相位呈现相反的情况，同时没有发生故障的相位，其电压会是发生故障相位电压的1.5倍以上，由此系统可以判定配电网出现了单相接地故障。由于我国现阶段，大部分配电网都采用了中性点不接地等零序分量幅值小的模式，给单相接地故障的判断增大了难度。因此，配电网馈线自动化系统，还可以在主站中增加开关操作序列等功能，利用拉赫开关排除法，提高识别单向接地故障的准确性。

4 配电网馈线自动化技术的运用

4.1 FTU/DTU的故障处理

在自动终端系统当中，FTU和DTU是其两个非常重要的采集单元。它们分布在整个供电系统的各个角落，可以对所在位置的电压和电流等数据进行实时的采集，并将采集到的信息传送给数据分析中心，对其进行判断，从而提高了故障识别的及时性。所以，在FA技术应用过程中，配电网的馈线终端是其中最重要的执行环节，是确保故障准确检测的关键。

4.2 架空线路的故障处理

受到空间和地面环境因素的影响，在电力输电线路架设过程中，不可避免的采用架空线路的方式进行传输。然而传统的架空线路在进行故障检测时，都是借助人工的力量进行分区域的检测，不仅需要消耗大量的人力、物力资源，而且很难确保相关工作人员的安全性。利用配电网馈线自动化技术，所有的故障检测均由FTU进行负责，而通过子站与FTU对故障的位置进行精准的定位，并借助FTU、子站、主站共同完成故障的隔离和电力的恢复实现了整个过程的自动化处理，有效的解决了传统架空线路检修的问题。

4.3 配电网馈线自动化技术运用过程中的时间分配

电力系统当中常见的故障可以归纳为两种：永久性故障和主干线路故障。以架空线路为例，当其出现永久性故障的时候，相关的变电站会对其进行断电保护动作，并尝试通电，此过程大约需要3到5秒的时间。如果在此过程中通电不能成功，那么则判断配电网出现了主干线路故障。配电网馈线自动化系统的子站将承担对变电站的保护动作信息，跳闸信息等故障的收集工作。在对故障发生的位置进行定位时，所分配的时间大约为1秒。如果采用RTU对采集到的信息进行转发，所分配的时间大约为3到5秒时间。由主站实施供电恢复大约需要3～6s，主要通常每个开关的恢复在2s左右，大多数情况恢复1～3个开关即可实现供电恢复。这样利用配电网馈线自动化技术，从实现故障的监测、定位以及隔离回复，大约需要几分钟的时间就可以完成，极大的提高了配电网故障的检修效率。例如：我国某市的国家电网供电项目，在2013年便实现了配电网馈线自动化技术的改造应用，在夏季时间，由于当地连续多日出现了40摄氏度以上的高温天气，导致配电网事故不断发生。如果采用传统的配电网检修方式，需要对线路故障逐个排查，需要消耗大约2个小时以上的时间。而实施了配电网馈线自动化改造之后，对于发生在22条馈线自动化线路当中的故障，从故障原因的判断，到故障隔离和电力恢复，全过程在不到一分钟的时间内完成，有效的降低了电力企业的经济损失，提高了相关客户的满意度。

5 结束语

综上所述，作为社会发展和人们生活工作不可缺少的重要能源，电力资源的重要性日渐突出。如果降低配电网的故障，确保电力供应的安全性和稳定性，已经成为相关电力企业的重要工作之一。本文通过对配电网馈线自动化系统的介绍，全面分析了其在配电网故障定位、故障处理以及电力恢复等方面的应用，在降低了配电网故障几率的同时，有效的提高了供电的质量，为供电企业创造了较高的经济效益，推动了我国电力行业的可持续发展。

参考文献：

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