薛一鳴

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000)

10 kV配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)分析

薛一鳴

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)電能的需求越來(lái)越大，同時(shí)對(duì)供電可靠性也有了更高的要求，10 kV配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)快速切除線(xiàn)路故障從而保證供電可靠性具有重要意義?，F(xiàn)對(duì)10 kV配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的分類(lèi)、控制基礎(chǔ)、控制方式進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹和分析探討。

10 kV配網(wǎng)；饋線(xiàn)自動(dòng)化；控制技術(shù)

0 引言

饋線(xiàn)自動(dòng)化作為配網(wǎng)自動(dòng)化的一項(xiàng)重要組成部分，負(fù)責(zé)監(jiān)視配電線(xiàn)路的運(yùn)行狀態(tài)，快速發(fā)現(xiàn)故障，確定故障線(xiàn)路，同時(shí)快速將故障線(xiàn)路切除并快速恢復(fù)非故障線(xiàn)路的供電。因此，仔細(xì)研究10 kV配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)保障電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，提高用戶(hù)的供電可靠性具有重要意義。

1 饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的分類(lèi)

饋線(xiàn)自動(dòng)化(FA)內(nèi)容主要包括電纜和架空線(xiàn)路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和對(duì)故障線(xiàn)路的處理，具體而言是指對(duì)故障線(xiàn)路進(jìn)行故障檢測(cè)和定位，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障線(xiàn)路段的隔離和恢復(fù)對(duì)正常線(xiàn)路的電力供應(yīng)。10 kV配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)按照對(duì)故障的處理方式不同，分為自動(dòng)化開(kāi)關(guān)相互配合的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)和集中智能控制的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)兩種。

1.1 自動(dòng)化開(kāi)關(guān)相互配合的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)

自動(dòng)化開(kāi)關(guān)相互配合的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)不需要配電主站的參與就能根據(jù)事先編制好的邏輯進(jìn)行故障的判定和處理，它僅僅會(huì)在故障發(fā)生時(shí)動(dòng)作，且在故障處理過(guò)程中會(huì)嚴(yán)格按照相應(yīng)的整定數(shù)值進(jìn)行處理。自動(dòng)化開(kāi)關(guān)相互配合的饋線(xiàn)自動(dòng)化已經(jīng)成為一種比較成熟的控制方式，其類(lèi)型主要有合閘速斷式的饋線(xiàn)控制、重合器與電壓—電流型分段器配合的饋線(xiàn)控制、重合器與電壓—時(shí)間型分段器配合的饋線(xiàn)控制等。

1.2 集中智能控制的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)

集中智能控制的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)是由配電主站、通信網(wǎng)絡(luò)、配電自動(dòng)化終端共同構(gòu)成的。配電主站對(duì)采集到的故障信息進(jìn)行處理，并據(jù)此采取相應(yīng)的動(dòng)作，完成對(duì)故障線(xiàn)路的故障定位、隔離及實(shí)現(xiàn)對(duì)非故障線(xiàn)路的恢復(fù)供電。當(dāng)故障發(fā)生后，配電主站會(huì)收到配電自動(dòng)化終端發(fā)來(lái)的開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)信息，以及變電站系統(tǒng)發(fā)來(lái)的變電站開(kāi)關(guān)狀態(tài)、重合閘動(dòng)作和母線(xiàn)零序電壓等信息。配電主站通過(guò)上述信息進(jìn)行基于集中智能控制的故障定位和處理。

與自動(dòng)化開(kāi)關(guān)相互配合的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)不同，集中智能控制的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)需要構(gòu)建相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)，與配電主站進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互，同時(shí)在主站的控制下處理故障，它不僅在線(xiàn)路出現(xiàn)故障時(shí)工作，在平時(shí)線(xiàn)路正常運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行監(jiān)督，其控制策略能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

2 饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制基礎(chǔ)

無(wú)論是自動(dòng)化開(kāi)關(guān)相互配合的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)還是集中智能控制的饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)，在控制設(shè)備對(duì)故障線(xiàn)路進(jìn)行處理時(shí)，都需要首先定位故障點(diǎn)和故障線(xiàn)路，這都要以故障定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)。故障定位系統(tǒng)能夠極大地縮短故障定位時(shí)間，為快速發(fā)現(xiàn)和切除故障提供有利條件。故障定位系統(tǒng)是指在配電線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，能讓工作人員根據(jù)故障指示器的信息和人工搜集信息確定故障區(qū)域的系統(tǒng)。故障指示器安裝在電力線(xiàn)路上，它可以通過(guò)檢測(cè)短路電流來(lái)判定線(xiàn)路故障與否和故障類(lèi)型，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并通過(guò)指示燈和蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，提醒相關(guān)工作人員。

現(xiàn)階段，我國(guó)10 kV配電線(xiàn)路普遍采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的接線(xiàn)方式，且配電線(xiàn)路故障中80%屬于中性點(diǎn)接地故障，所以小電流接地故障定位技術(shù)是10 kV配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化故障定位系統(tǒng)采用最多的一項(xiàng)故障定位技術(shù)。小電流接地故障定位技術(shù)對(duì)故障區(qū)段的定位方法主要有穩(wěn)態(tài)零序電流法、注入信號(hào)法和暫態(tài)法3種。穩(wěn)態(tài)零序電流法操作比較簡(jiǎn)單，對(duì)信號(hào)的采樣裝置和CPU的處理能力沒(méi)有特別的要求。但是，穩(wěn)態(tài)零序電流法的抗干擾能力比較差，而故障區(qū)段往往存在弧光接地和間歇性接地等不穩(wěn)定的故障點(diǎn)，這些故障點(diǎn)將會(huì)破壞故障穩(wěn)態(tài)電流，降低檢測(cè)的準(zhǔn)確性。注入信號(hào)法的穩(wěn)定性和可靠性要比穩(wěn)態(tài)零序電流法高很多，但其依然存在很多不足之處，比如其需要在變電站安裝專(zhuān)門(mén)的信號(hào)注入裝置，并且在配電自動(dòng)化終端采用專(zhuān)用探頭采集注入信號(hào)，這將大大增加投資成本。暫態(tài)法綜合了穩(wěn)態(tài)零序電流法和注入信號(hào)法的諸多優(yōu)點(diǎn)，其不需要額外安裝專(zhuān)門(mén)的信號(hào)注入裝置和信號(hào)采集探頭，安全可靠、投資小，但其穩(wěn)定性和安全性要比注入信號(hào)法差。這3種故障區(qū)段定位方法特點(diǎn)不同，在實(shí)際應(yīng)用中一般會(huì)根據(jù)資金投入狀況和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選用。

3 饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制方式

從上文的分析可知，饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要工作是發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路故障、處理故障，同時(shí)恢復(fù)非故障線(xiàn)路的供電。與傳統(tǒng)的重合閘方法相比較，饋線(xiàn)自動(dòng)化的控制原則更加寬松，處理方式更加靈活可靠，它能夠根據(jù)配網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)在線(xiàn)對(duì)線(xiàn)路故障進(jìn)行分析處理。

一般而言，線(xiàn)路故障分為瞬時(shí)故障、單線(xiàn)路多次故障和永久性故障等各種類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)故障定位、故障區(qū)域與非故障區(qū)域隔離、非故障區(qū)域供電恢復(fù)或網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能，在提高配網(wǎng)供電可靠性方面具有重要意義。如果配網(wǎng)發(fā)生永久性故障，則必須經(jīng)由相關(guān)開(kāi)關(guān)設(shè)備順序動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)和非故障區(qū)之間的隔離。故障消除之后，為減小停電規(guī)模、保障供電，還需收集相關(guān)故障信息。10 kV配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)就滿(mǎn)足了這些功能要求，它在處理線(xiàn)路故障時(shí)能將對(duì)10 kV配網(wǎng)的沖擊降低到最小，從而保障配網(wǎng)的運(yùn)行安全。

在饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)中，控制結(jié)構(gòu)分為3層：第一層，在配電自動(dòng)化終端進(jìn)行基礎(chǔ)的故障檢測(cè)和處理；第二層，以10 kV配電子站為中心進(jìn)行區(qū)域性控制；第三層，以配電主站為中心進(jìn)行全局控制。

下面以第二層以10 kV配電子站為中心進(jìn)行區(qū)域性控制為例對(duì)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制方式進(jìn)行分析。10 kV配電子站負(fù)責(zé)對(duì)相關(guān)區(qū)域的配網(wǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集和交互上報(bào)，它能實(shí)現(xiàn)對(duì)故障線(xiàn)路的及時(shí)隔離，同時(shí)提供相應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移策略，并逐次對(duì)非故障區(qū)域恢復(fù)供電。一旦故障區(qū)域超過(guò)了配電子站的管理范圍，則其會(huì)將故障信息上報(bào)到配電主站，由配電主站協(xié)調(diào)各子站進(jìn)行相關(guān)的故障處理。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶(hù)對(duì)配網(wǎng)的供電可靠性和電能質(zhì)量提出了更高的要求。饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠增強(qiáng)對(duì)配電線(xiàn)路的自動(dòng)檢修能力，縮短故障隔離時(shí)間和停電檢修時(shí)間，盡快恢復(fù)電力供應(yīng)。因此，深入研究能滿(mǎn)足我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的10 kV配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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2014-11-07

薛一鳴(1986—)，男，湖北監(jiān)利人，助理工程師，研究方向：10 kV配網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)。