10kV配电网中自动化系统的应用研究

娄峥

摘要：对于10kV配电网而言，馈线自动化是其重要的构成部分，能够在运行的过程中实现对开关合闸、分闸的操作，确保10kV配电网能够稳定运行。基于此，本文将从控制方式、控制功能两方面入手，分析10kV配电网馈线自动化系统的控制技术，探讨了10kV配电网中馈线的自动化系统控制技术的应用，旨在进一步优化馈线自动化系统，促进我国电网的发展。

关键词：10kV配电网;馈线自动化系统;控制技术

引言

馈线自动化作为配电网的基础技术，也是配电网自动化的重要组成部分。这种技术主要是指在通常的情况下，系统能够进行远程实时监控馈线运行状态，包括对分段开关、联络开关以及馈线电流、电压的监测。拥有远程控制配电线路开关的开、合闸动作的功能，当配电线路发生故障时，可以及时的记录故障的状态与时间以及位置，并进行准确的判断并隔离故障，还能完成非故障區的线路供电。

1.10kV配电网馈线自动化系统的控制技术

1.1控制方式

在10kV配电网馈线自动化系统中，其控制方式主要分为远程控制、就地控制两种，而控制方式的具体应用受可控设备的影响。具体来说，如果系统中的设备属于馈线线路，且为电动负荷开关，同时系统中存在通信设备，那么馈线自动化控制技术便能够对远程的开关进行分闸、合闸操作;如果系统中的控制设备主要为重合器、分段器与重合分段器，那么所有开关的分闸、合闸的操作均需要由其自身完成，也就说馈线自动化系统需采用就地控制方式。另外，对于远程控制而言，可以将其分为集中式、分散式两种，集中式远程控制指的是采用SCADA系统对线路故障进行自动采集，并在分析、判断的基础上完成控制;分散式控制方式则会向设备发出指令，各个设备均依据指令信息实现控制。

1.2控制功能

对于10kV配电网馈线自动化系统的控制技术而言，其控制功能主要包含两方面内容：

（1）监控运行状态。10kV配电网馈线自动化系统对于运行状态的监控，实际上就是对线路中主干、支路中的电压、电流等相关的电气参数进行实时监控。另外，系统还会对线路的分段开关、联络开关的状态进行监控、遥控，从而实现控制技术遥信、遥测、遥控的相关功能。

（2）定位故障并恢复。如果10kV配电网在运行中，发生永久性的故障，则需要根据开关的实际顺序将线路进行隔离，并在环网运行或开关运行的过程中，保证10kV配电网的故障线路能够实现转移供电。在故障线路进行隔离以后，为了能够减小停电的区域范围，就应该在根本上保障正常线路的状态，并对电网进行重构，确保在短时间内恢复供电。

2.10kV配电网中馈线的自动化系统控制技术的应用

2.1就地智能分布式馈线自动化控制技术

就地智能分布式馈线自动化控制技术以线路中的电流和电压为故障段的判断依据，根据故障线路的过流规律和失压情况对网络方案进行重新构设。由于联络开关在线路中的具体位置和线路分段的数目对此没有影响，所以在选择参数配置时，无需考虑这两点。

当选择智能负荷开关进行网络的组建时，线路各段的开关会在预定功能的指导下协调合作，自发地对故障进行有效地隔离，并能在故障发生后重构网络;当选择的是短路器时，断路器的开断、重合功能可以得到充分的发挥，对故障进行快捷、高效的切断和隔离，并使正常线路段及时恢复供电。“残压检测”有一项重要的功能，就是可以使开关在附近发生故障的时候提前进入分闸闭锁状态，从而避免非负荷侧的电源发生不必要的停电。

2.2重合器方式的就地式馈线自动化控制技术

重合器的馈线自动化主要有这两种实现途径：重合器与电压—时间型和重合器与过流脉冲计数型，通过与分段器的配合实现对线路故障位置的确定和隔离。重合器与电压—时间型配合分段器方式的馈线自动化一般采用的方式为电压—延时，在没有故障的情况下，分段点的开关应该是合闸的。

当线路中有故障发生或是因为停电而造成线路出现失压现象时，开关就会变为分闸状态，当首次重合后，线路将分段投入，等到达发生故障的线路段后会再次发生跳闸，从而将故障电压传递给故障线路段周围的开关，使其在受到感应后及时进行闭锁。

站内断电器第二次合闸后，故障段将通过闭锁被隔离，线路的非故障段恢复正常供电。位于联络点位置的开关在其两端的电压均为正常状态时始终处于开闸状态，但若有一侧的电源出于某种原因表现出失压现象，开关就会做出相应的反应，随即延时并开始进入对故障的辨识状态。

延时时间到后，开关会重新投入运行，并启动备用电源，使并未发生故障的正常线路段恢复正常供电状态;而如果联络开关两端的电源在同一时间内发生失压，该开关就会闭锁。

2.3主站集中式馈线自动化控制技术

配电自动化一般由馈线配电终端、配电主站和配电子站三个主要组成部分。主站监控下的集中式馈线自动化是指仅靠主站对馈线故障实行的紧急控制。

作为10kV配电网的控制中心，配电主站通过现代通信技术对配电网的数据进行采集、整理、分析、检测与控制，实现配电高级应用。地理信息系统为配电网设备、图资管理的实现提供了平台，而配电、配电高级应用和地理信息系统的一体化很大程度的强化了配电主站的功能，从而使集中式馈线自动化控制实现配电网保护、监控、管理与维护工作的全方位、自动化运行。

主站集中式馈线自动化控制技术以通信为基础，以集中控制为核心，集电流保护、重合闸功能于一体，可以对故障做到迅速切断，及时隔离，在几分钟内恢复供电。但是由于该技术过于依赖配电网通信和主站，一旦通信系统或是控制中心发生故障，就会波及整个控制系统，使其不能正常发挥功效。所以主站集中式馈线自动化控制技术的可靠性相对较差，在采用这种模式时，要注意考虑紧急控制功能的分步实现和下放[3]。

2.4子站监控式馈线自动化控制技术

配电子站一般位于配网或变电站的分控制中心，主要负责就地监控和通信处理，在子站层能独立对馈线信息进行采集和控制，在馈线故障的处理工作中，起到故障识别和故障隔离的作用。子站监控式馈线自动化控制技术使主站中紧急控制功能的下放成为现实，还增强了子站的监控能力，分担了一部分配电主站在馈线故障处理中的工作，减轻了主站的压力，被广泛应用于10kV配电网中。这种控制模式要负责协调故障负荷转移和故障隔离之间的关系。

通常情况下，主站能够在发生故障时通过配电网的信息调度出最优的负荷转移方案，只有在特别复杂的大型配电网中出现严重故障时才会需要转移较大的负荷，这时就需要自动化系统进行拓扑分析做出严谨有序的负荷转移方案。而对于常见、简单的馈线故障，可以交给配电子站去完成。最理想的模式是在配电网正常运行时，由主站根据故障预测做出相应的控制策略，并将配电子站可以胜任的故障处理下载到子站中。

结语

综上所述，馈线自动化系统控制技术能够有效提高10kV配电网运行的稳定性，因此需要将其科学合理的应用在电网运行中。以此为基础，依据10kV配电网实际的运行需求，将馈线自动化系统中不同的控制技术应用在电网中，实现了快速定位故障、隔离故障的目的。所以，进一步发挥馈线自动化控制技术的优势，将其应用在10kV配电网的具体工作中，是非常必要的。

参考文献

[1]冼伟源.浅谈新形势下10kV配电网馈线自动化系统控制技术及应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013（23）：67-68.

[2]10kV配电网馈线自动化系统控制技术分析及应用[J].内蒙古石油化工，2012（15）：96-98.

[3]王亮.10kV配电网中中性点接地电阻柜保护误动原因分析与解决措施[J].内蒙古电力技术，2015，33（6）：79-81，85.

[4]严雄伟.简论10kV配电网运行管理及技术实践问题[J].科技经济市场，2015（08）：5.

（作者单位：国网江苏省电力有限公司新沂市供电分公司）