配网馈线自动化的研究与优化

摘要：随着电力技术的不断发展，配电网馈线自动化成为配电自动化系统的重要组成部分。并在配电自动化运行中直接影响其工作效率。所以，非常有必要对配网馈线自动化展开深入研究，对其运行过程不断优化。使配网馈线自动化系统可以安全、平稳、高效的运行。

关键词：配电网;馈线自动化;優化

配网属于电力系统中可以对用户用电产生影响的部分。调查结果显示，我国大面积停电的原因都与配网突发故障有关。为有效规避此问题的发生，可尝试利用技术提升供电的稳定性——构建配网馈线自动化系统。

一、配网馈线自动化系统概述

（一）配网馈线的定义

配电网自动化属于庞大的运行系统，其主要特点是功能齐全，馈线自动化系统属于配电网自动化系统中的子系统。但是基于电网的实际运行情况来讲，馈线自动化系统可以独立存在，同时，很多城市已经完成了配电网馈线自动化系统的建设与应用[1]。

（二）配网馈线自动化的形式

馈线自动化系统运用频率最高的两种形式是：集中型馈线自动化形式;就地型馈线自动化形式。其中后者的细分子类较多，具有代表性的是重合器型馈线自动化形式。在馈线自动化系统中，集中型馈线自动化比较有特点，这里讲的“集中”指配网主站与终端之间达成的协作与配合工作[2]。利用通信系统完成对终端信息的主站上传，待主站完成信息接收后，对信息展开分析，以信息分析结果为依据判定故障所处线路的区间位置，最后对线路故障进行必要的隔离处理。

以下以具有代表性的馈线结构为例，对处理的过程详细说明。某地变电站A以CB1为媒介实现对馈线的电能供给，馈线沿线采用分段开关设计，共设置三个开关，依次为F1开关，F2开关，F3开关。某地变电站B以CB2为媒介实现对馈线的电能供给，馈线沿线同样采用分段开关设计，共设置三个开关，依次为F6开关，F5开关，F4开关。其中F3开关与F4开关之间设有联络开关——L1开关。

模拟故障：F2开关，F3开关之间的线路突发故障，该条线路的电能供给是由A变电站负责。此次故障中，电流会流经两个开关，分别是F1开关和F2开关，并会向终端传递故障告警。F3开关因为没有通过故障电流所以未受影响，也不会向外传递故障信号[3]。当故障发生后，变电站继电器会通过跳闸方式对自身进行保护，此时CB1跳开，馈线自动化主站会结合收到的故障警告完成故障位置的判定，最终将故障界定与F2开关与F3开关之间，并采取有效的故障隔离处理，将F2开关与F3开关分开。最后进行合闸，依次是出线开关CB1与联络开关L1。实现对故障区以外区域的供电恢复。集中型馈线自动化系统可以完成上述的所有操作，同时还可以对自动化控制自由切换。例如执行半自动化控制。当故障发生后，集中型馈线自动化系统仅对故障区域进行提示，不做断开与合闸处理，后续操作可以结合实际故障，人工完成后续的故障处理。

就地型馈线自动化明显不同于集中型馈线自动化。具体运行过程不涉及主站与终端间的通信。其中重合器型馈线自动化技术是以重合器技术、分段器技术为基础，持续发展而来，以终端间的逻辑配合实现对故障的有效隔离。这里所讲的终端间的逻辑配合指电压与时间之间的逻辑，为达成两者间的此逻辑，对馈线线路中的所有开关功能都有较高要求[4]。还以上文变电站A为例，出线开关CB1必需满足特殊功能——重合闸，F1开关、F2开关、F3开关同样需要满足特殊功能——失压分闸功能、有压延时合闸功能、相应闭锁功能。

模拟故障：F2开关，F3开关间突发永久性故障，故障发生后CB1开关为保护继电器自动跳闸。当馈线全线没有电流时，失压分闸功能将被启动，将F1开关、F2开关、F3开关自动断开。在重合闸实施了延时设计后，会使CB1开关重复合闸动作，F1开关，F2开关、F3开关会依次按照预先设定完成合闸处理。当F2开关闭合后，故障不会消失，此时CB1开关会做分闸处理，进而影响F2开关，因失压闭锁，F3开关感应到残压后闭锁，CB1开关实施二次重合后，F1开关按预先设定完成合闸。此时故障点左侧的供电将被恢复。故障点右侧需要人工对L1开关合闸后恢复供电。

（三）馈线自动化的功能体现

馈线自动化主要有两方面的功能体现：第一，对运行状态实施监控;第二，及时、有效的隔离故障与恢复供电。

第一，对运行状态实施监控。馈线自动化技术的主要供能体现在对电路运行情况的监控，将运行过程中的电压等相关变化信息进行收集，完成信息的及时反馈，帮助电力工作人员及时确定故障位置[5]。配网馈线自动化系统经过长时间的发展，已经达到了较高的自动化程度，可以自行处理供电故障，完成一系列动作——确定故障点、断开处理、合闸供电。

第二，及时、有效的隔离故障与恢复供电。配网馈线自动化系统可以对运行故障准确定位，并及时断开故障区域的供电，有效保护了相关的供电设备，使其不受损坏。除此之外，该自动化系统还能完成自动合闸动作，及时有效的恢复供电，为用户的稳定用电做出了巨大贡献。

二、优化配网馈线自动化系统的有效策略

（一）对馈线的自动化调试模式实施优化

正式运行集中型馈线自动化系统前，需为其运行提供适宜环境——完成相关功能的调试工作，确保相关功能处于正常状态。结合上文论述，集中型馈线自动化系统的运行需要多环节的配合，对运行条件要求较高，包括装置对时的高要求、通信的高要求、配合协调要求等。制定的调试方案必定非常复杂，除要求电力人员专业技能扎实、全面外，更要求设备状态良好。整个调试过程耗时较长，直接导致集中型馈线自动化系统投入使用困难。即便如此，调试工作必不可少。首先，完成配电终端的检查，主要对故障感应、故障传输功能的检查，确保突发故障时，配电终端可以精准完成操作指令的下达;其次，对终端、主站间的通信功能实施检查，确保可以完成信息的有效传输;最后，检查主站选配的网络拓扑的适用性。

（二）对集中型配线的运行模式进行优化：该系统与继电保护的配合作业

馈线自动化系统有保护功能，看似此功能与配电网继电保护功能相同，但是两者实施的保护各有作用，不可相互取代。集中型馈线自动化系统比较适用于配网主干线运行环境，需要特别指出的是，配网中的线路复杂（线路分支多），最困难的是无规律可循，如果想完成全覆盖难度较大。首要困难：配置工作的难度加大;次要困难：相应终端设备的运行维护工作增多，同时还有投入大量的人力、物力，运行费用明显增加。所以，应注重支路与继电保护的协调配合工作，为配网的稳定运行提供良好环境。

完成集中型馈线自动化控制范围设定后，可以尝试以下优化策略：第一，将集中型馈线自动化系统作用于主干线，并在干线路径设置负荷开关;第二，利用断路器对分支、分界实施控制，达成精准的过流保护，将过流保护延时控制在变电站出线开关发生动作以前完成断路。当分支突发故障，与之对应的分支断路器会迅速断开，将故障控制在最小范围内，有效保护了主干线。当主干线突发故障，变电站会做出动作反应——出线开关断开，完成对故障段的测量与处理。

（三）对就地型馈线自动化进行优化：精准设置定值

就地型馈线自动化系统的运行环境同样要求较高，特别是延時配合。当时序配合出现问题，会导致整个故障的处理失效。所以，对各级负荷开关的时序设置至关重要，由此提出优化策略如下。第一，某一时间点仅能有单一开关合闸;第二，实施优先原则，先主线，后支线;第三，遇到多分支要优先选择靠电源点最近的支线;第四，遇到多分支并列要优先选择主分支。除此之外，在实施开关动作定时设定时，要考虑充分，特别是开关储能时间。开关动作定值时，需要将开关的储能时间加以考虑[6]。

三、结语

总而言之，电力技术持续发展过程中，对配网馈线自动化系统不断优化，会明显提升电网运行效率，为人们的生活、工作提供稳定的用电环境。本文从定义、形式、功能三个方面对配网馈线自动化系统进行概述，并从三个视角提出了优化策略，希望配网馈线自动化系统能在运行过程中发挥其最大效能。

参考文献：

[1]陈志勤.配网馈线自动化的研究与优化[J].技术与市场，2020，27（12）：131+133.

[2]李维，王洪林，宋裕，刘盼.配网馈线自动化（FA）测试常见问题及优化策略探讨[J].电工技术，2020（01）：118-120.

[3]姚霞.配网馈线自动化SCADA系统的设计与实现[D].扬州大学，2018.

[4]杜绍暑.汕头城乡配网馈线自动化改造和比较[D].华南理工大学，2018.

[5]于丹红.大连核心区配网馈线自动化研究[D].大连理工大学，2018.

[6]马开波.配电网馈线自动化技术及其应用[J].科技创新与应用，2018，000（033）：151-152.

作者简介：周涛（1983-08），男，汉族，大专，现任广东焕泰电力建设有限公司助理工程师。