10kV配电网馈线自动化的方式及应用探究

梁润铨

【摘要】随着国民经济的迅速发展和改革的深入，电力工业也在迅速的发展，而人们对于电力的需求也在日益增加，同时对于供电的可靠性和稳定性及质量性的要求也越来越高。而配电网中应用的馈线自动化技术，则是提高供电可靠性和稳定性的直接有效的方法。本文介绍了10kV配电网馈线自动化的基本模式，总结了这些方式的特点和基本应用。

【关键词】配电网;馈线自动化;方式及应用

1.引言

随着社会的进步和经济的发展，配电网的发展在很大程度上取决于配电网结构的可靠性、经济性、灵活性和合理性，随之建设投资和政策的出台，市场也给配电网自动化技术带来了前所未有的发展机遇。因此电力企业实现配电网自动化是势在必行的，而馈线自动化可实现每条馈线运行方式和数据的监视，同时也让供电更可靠、服务更全面、投资更节省，是自动化的重要内容之一。

2.实现馈线自动化的方式

因为我国10kV配电网线路主要以架空为主，所以实现馈线自动化是首要任务，它能够经济、高效地实现其功能。基于馈线自动化系统最重要的是重合器和分段器。

重合器是一种具有控制和保护功能的开关设备，能够按照预定顺序来自动实现开断和重合动作，并且在其后还能自动恢复或闭锁。分段器是一种与电源测前级开关配合，在失压或无压电流情况下自动分闸的开关设备。

因为大多数的电线故障都属于是瞬间故障，所以使用重合器隔离能够极大的提高供电的可靠性，减少人为的复杂化;由于重合器的智能程度高，所以能让配电网独立运行，不依赖通信系统等，故重合闸是发生瞬间故障后快速排除故障并恢复供电的有效手段。

3.馈线自动化系统功能

3.1 远程控制

远程控制是指馈线自动化主站在一次接线图上对馈线上的开关进行分合操作。首先需要检查人员具有相应的操作权限，继而才能检查操作对象是否能够进行遥控操作。然后操作人员将操作对象的名字逐一核实，并向另一操作人员发送请求监护的命令。当另一操作人员审核无误后才能继续。当发送了“预置”命令后，如果远方的自动化装置在指定时间内没有收到返校信息，则认为远方开关或自动化装置异常。

3.2 事件报警

事件的报警源分为：遥信量变化，通信故障，远程控制，自动化系统定义的其他报警等。

事件报警的形式：告警窗口的文字显示，画面提示，手机短信提示，声音提示，打印告警内容等。

3.3 图形显示

图形编辑是将用户自动一的图形移动、旋转、变形以及和数据库连接，从而生成所需要的画面。从而可以在一幅画面中出现数据和图表，可以用多种颜色显示曲线。此外图形编辑还提供多平面、多层次的画面编辑功能。

图形浏览显示时配以实时采集的遥测和遥信数据。监控人员可以通过不同的平面从不同的侧面了解和观察实时运行的情况，同时和可以通过图形浏览这一功能进行各种人工操作，从而达到控制电网的目的。

4.馈线自动化的方式

4.1 电压型自动化方式

电压型自动化方式又称为当地控制方式，是通过重合器来实现，当馈线失压时重合器就会跳开，然后按照时间的顺序试各个断路器，最后才判断出故障区段，从而隔离故障，并恢复非故障区域内的供电。目前这种方式的馈线自动化方案有：多级重合器、重合器和重合分段器配合、重合器与分段器配合这三种方案。

电压型方式在故障隔离和自动恢复供电这两个阶段时，供电由重合器自身完成，不用主站去控制。所以投资方面可以节省，且成效还快。但是这类方式只适合配电网比较简单的系统，而且对断路器的性能要求较高。

4.2 电流型控制方式

电流型控制方式又为远方控制方式，是通过负荷开关、主站系统与FTU来实现的。其方式是先由FTU检测电流来判定故障，从而故障信息就会送到主站，由主站判断故障区域后，再发远控命令去控制开关的动作，便可实现故障隔离和恢复非故障区的供电。

电流型自动化方式引进了配电自动化系统，因此在故障定位、非故障区域的自动恢复方面变得更加迅速，对于配电系统的冲击也小;但是正因为自动化的引进，所以更需要高质量的通讯通道及计算机主站，对于通讯系统的要求也较高。

4.3 时间型自动配电开关方式

时间型自动配电开关方式是使用重合器与分段器配合，原理是通过分段器对电压变化;时序配合和重合器的动作来判断和隔离故障区。应用如下：

图1 时间控制方式辐射型接线图

①辐射型

如图2，图中A为馈线断路器，B、C、D、E为带控制器的自动配电开关。当c段发生瞬时故障，A保护动作，B、C、D、E均线路失压而跳闸，经过1s后A重合闸，B检测到电源有电压后延时合闸，而C经过7s再延时合闸。因为是瞬时故障，C合闸后则会保持合闸的状态，D则要经过14S延时合闸，E经过7s延时合闸，此时线路会恢复到正常供电状态。

②环型

图2 时间控制方法环形图

图2中A为馈线断路器，B、C、D、E为带控制器的自动配电开关。当c段是永久性故障时，A保护动作跳闸，B、C、D也失压跳闸，E失压并开始延时合闸计时。A经过1s首次重合，B受电后延时7s合闸，C受电后延时7s合闸。因为故障区域内的故障未消除，C合闸后A保护动作跳闸。C为区内故障，B因失压跳闸，D检测到故障电压，A经过 100s第二次重合，B经过7s延时合闸，E经过125s延时合闸，非故障段自动恢复供电。

5.配电网馈线自动化的应用

5.1 项目简介

鹤山市共和镇位于珠江三角洲中南部，鹤山市南部，毗邻江门市区、新会市。全镇总面积90.07平方公里，属丘陵地区，下辖12个村民委员会，101个村民小组和一个居委会。总人口2.3万人。从其电力系统结构上来说，直接向镇内供电的110kV变电站有2座，平均用电负荷8.5兆瓦。这2变电站担负着向镇区所有居民生活用电和向部分工矿企业生产用电供电的使命。从长期使用来看，其中有南丰线、东区线两条线路的可靠性不高，而大部分的线路故障来自于线路支线和用户终端本身。因此为了提高镇区配电网供电的可靠性，必须对其两条线路进行改造。

5.2 电网结构

为了实现馈线自动化，建立可靠的通信网络。为此在馈线自动化主站、柱上FTU等处，建立了光纤自愈环通信网络。为了节省通信资源，采用同一根光缆里的四根光纤形成自愈环通信网络。

5.3 故障处理

2013年9月25日，某支路上发生故障，南丰线#59塔断路器事故分闸，经过一次重合闸不成功，主站系统判断为永久性故障，馈线自动化功能启动，并收集FTU上的故障电流表计，其中只有051A分段开关上有故障电流流过。通过馈线自动化系统及时、准确的给出故障处的处理策略，并在线自动进行了故障隔离和恢复供电，所花时间不到一分钟，证明了该系统能够根据实际故障的情况，快速、正确给出合理的故障处理测量，满足配电网的要求。

5.4 配电网馈线自动化的作用

自从共和镇区配电网采用了馈线自动化之后，提高了当地供电的可靠性和服务质量，提高了企业自身的经济效益和管理水平。因为减少了停电时间，所以使用户减少了停电的损失。而在正常情况下，馈线自动化系统可以充分发挥现有设备的容量，降低线损，使得配电网的潜力得到最大限度的使用。在故障发生时能够及时获取故障信息，并准确确定出故障区域，快速恢复供电，从而在实际应用中提高了配电网的供电能力。

6.结束语

配电自动化是对配电网上的设备进行远方实施监控，协调及控制的一个系统，是现代计算机技术和通信技术在配电网上的一种应用，因为馈线自动化可以极大的提升配电网工作的可靠性和稳定性及工作效率。

在未来配电网技术的发展，除了要保证供电的质量，确定故障区域和及时处理故障部位、恢复线路供电和降低网损外，还应当要不断的提高客户的用电实时情况和反馈，同时还要加强与其他系统的数据共享。

参考文献

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