馈线自动化两种实现模式的对比研究

馈线自动化两种实现模式的对比研究

作者：吴慧

来源：《中国新技术新产品》2015年第02期

摘要：本文主要结合孝感城区配网馈线自动化建设探索实践经验，针对馈线自动化的两种实现模式，分别从选点原则、动作原理、实践效果方面进行对比分析，提出建议。

关键词：配网自动化；馈线自动化；实例分析

中图分类号：TM76 文献标识码：A

馈线自动化实现故障处理的模式主要分为集中式和就地式两类。下文就孝感供电公司馈线自动化建设探索进程，对馈线自动化两种模式分别进行对比分析。

一、集中式模式实例分析

孝感城区配网自动化系统于2009年7月开始建设，11月底投入运行。系统采用双层体系结构，主要由主站层和终端设备层组成，二者之间通过光纤网络进行数据通信。

1选点原则：联络点优先、就近接入

对城区10KV配网128组开关进行了改造，加装电操机构和测控元件，并全部配备智能终端。系统监控设备总数约占当时配网设备总数的40%。

2动作原理：配网常采用手拉手环网常开运行方式：正常运行情况下，开关1、2、3、4合闸位置，联络1开关分闸位置，如图1所示。

若开关3至开关4之间发生短路故障，则可能存在开关3、2、1三级跳闸的情况，此时必须这三级开关中至少有一组保护信号变位+开关动作触发DA计算启动，主站同时接收到多个开关保护信号变位后，按照电流方向和设备连接的拓扑关系，从馈线段的首端向末端查找，找到最后一个发送保护信号的开关3后，主站判定实际故障区域为开关3——开关4。

（1）开关3保护信号变位+开关3跳闸，隔离方案：开关4分闸；恢复方案：联络1合闸。

（2）开关3保护信号变位+开关2跳闸，隔离方案：开关3分闸、开关4分闸；恢复方案：开关2合闸、联络1合闸。

（3）开关3保护信号变位+开关1跳闸，隔离方案：开关3分闸、开关4分闸；恢复方案：开关1合闸、联络1合闸。

3 实施效果

试运行期间，遥测、遥信数据信息实时高效上传，系统运行稳定。系统曾多次快速反应故障报警信号，给城区10kV线路故障抢修工作争取了时间，也为调度员拟定合理的非故障区域的供电恢复方案提供了有力的数据支撑。

但在实际运行中，该模式还存在以下问题：

（1）参与主站运算的数据对终端通讯的依赖性较强，额外增加了配网通信的维护负担。

（2）配网老旧开关设备较多，配网运行环境相对恶劣，时常遭遇机构卡死无法操作，给遥控执行造成了阻碍。

（3）因工程规模限制，本期自动化覆盖信息量不足，配电线路故障定位区域较大，实际应用时，还需要依靠现场人员精确定位，耗时较长，给故障隔离、恢复供电带来困难。

二、就地式模式实例分析

2010年3月，孝感城区开始进行馈线自动化模式探索，采用集中控制加终端设备相互通信就地控制方式。

1 选点原则：具有两路及以上电源点的环网线路，网架结构相对稳定。

本次工程共选用了手拉手环网的两对线路，在临近变电站出口的1#杆处安装重合器4台、环网常闭自动化开关5台、环网常开自动化开关2台、放射型常闭自动化开关9台、断路器型用户分界开关21台。

2动作原理

（1）就地处理原理

为了提高供电可靠率，馈线自动化试点区采用如下接线方式，即：变电站10kV出线安装重合器（R1、R0）引入电源、线路上采用分段开关（L1、L2）进行分段、用户侧采用分界断路器ASS（CB）的运行方式与主线隔开，如图2所示。

①F1发生相间短路故障→ASS（CB）感测到负荷侧短路电流后，延时0s后分闸。

②F2发生相间短路故障→R1延时0.15s后分闸，L1、L2不动作→R1延时2s后第一次重合于故障，第二次分闸→L1、L2感测到2次失压后分闸→R1延时2s后第二次重合成功→L1延时2s后合闸于故障，分闸闭锁→R1第三次分闸→L2在分闸状态下闭锁→R1延时2s后第三次重合成功→R0联络断路器经延时20s后合闸，变电站2向L2正常区段供电。

③F3发生相间瞬时短路故障→R1第一次分闸→R1第二次重合成功

④F3发生相间永久性短路故障→R1第一次分闸→2s后R1第一次重合闸，故障未消除第二次分闸→R1延时2s第二次重合闸→L1在延时2s后合闸成功→L2在延时2s后合闸于故障，感测到2次失压在延时0s后分闸闭锁。

（2）两级配合原理

配电线路发生故障时，由馈线自动化系统按设定顺序进行故障的就地自动判断与隔离，同时将故障信号及处理结果上传到主站，由主站进行故障分析。如果终端已将故障成功隔离，则主站根据状态估计和潮流计算给出故障恢复方案；如果终端隔离故障不成功或电缆线路发生故障时，则主站进行故障的精确定位与隔离，同时给出恢复方案，实现对非故障区域供电。

3实施效果

经反复调试，各智能终端基本实现了对各路设备实时监控的功能，但在两级配合测试方面，由于城区配电用户对可靠性要求较高，无法现场模拟故障，只能利用配网线路实际故障，对该系统进行验证。验证过程中发现这种模式存在以下问题：

（1）多级开关的保护整定较复杂，且多次重合对线路设备冲击较大。

（2）用于负荷转供的常分联络开关拒绝动作或动作不成功时，全线分段开关分闸闭锁，反而增加了抢修工作范围，降低了抢修效率。

（3）当常分联络开关动作成功但因通讯故障导致遥信信号不上送时，可能出现线路长时间合环运行的后果，对电网安全稳定造成了较大的威胁。

结语

通过以上对比，可以得出：集中式主要受制于设备水平、维护水平、布点范围的影响，这些因素在逐步应用和推广过程中能够得到改善，可以建议采用；但就地型在与主站配合时还存在不稳定技术因素，可能威胁到电网安全稳定运行，需谨慎选择。

参考文献

[1]闫鸿魁，王博，林莘.配网馈线自动化系统的设计与实现[A].第一届电器装备及其智能化学术会议论文集[C]，2007.

[2]张帅，张同建.浅谈县城配网自动化技术应用[A].山东电机工程学会第四届供电专业学术交流会论文集[C]，2007.