论文部分内容阅读
【摘要】馈线自动化又称配电线路自动化，是配电自动化的组成部分和重要基础，是实现配电自动化的主要监控系统之一。介绍10kV配电网分布式馈线自动化系统的设计方案，详细阐述了分布式馈线自动化的原理，以及分布式馈线自动化技术在各个领域的应用。
【关键词】10kV配电网；分布式馈线自动化；远方控制
1 引言
馈线自动化是配电网自动化的重要组成部分。要实现馈线自动化，需要合理的配电网结构，具备环网供电的条件；各环网开关、负荷开关和街道配电站内开关的操作机构必须具有远方操作功能。现电网及各供电局10KV架空线路网架的主干线上带有多条分支线，分支线再延伸出多条小分支线，线路结构复杂，而且会引起全条馈线停电，影响范围较大。前期由于受技术的影响，线路的排查耗费大量人力物力，且效率低下，因而造成故障的停电时间很长，将近两个小时才能排查解决，影响了正常的生活用电需求。随着技术的发展，现在采取重合器顺序重合，实现了分段控制，不再影响到全部线路，出现故障也能够有针对性地排查，几分钟就能够锁定目标，进行故障解决，减少了停电的时间和带来的相关损失。
2 馈线自动化的控制方式和功能介绍
馈线自动化控制是指在正常情况下，远方实时监控馈线分段开关与联络开关，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作，在故障时获取故障记录，并自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对非故障区域供电。
2.1馈线自动化的控制方式
馈线自动化的控制方式分为远方控制和就地控制，这与配电网中可控设备的功能有关。如果开关设备是电动负荷开关，并有通信设备，那就可以实现远方控制分闸或合闸； 如果开关设备是重合器、分段器或者重合分段器，它们的分闸或合闸是由这些设备被设定的自身功能所控制，这称为就地控制。远方控制又可分为集中式和分散式两类。所谓集中式，是指由SCADA系统根据从FTU获得的信息，经过判断作出控制，亦称为主从式； 分散式是指FTU 向馈线中相关的开关控制设备发出信息，各控制器根据收到的信息综合判断后实施对所控开关设备的控制。
2.2 馈线自动化的控制功能
运行状态监控： 监控内容主要包括所有被监控的线路（ 包括主干线和各支路） 的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等电气参数。能够实时显示配电网络的运行工况： 实时监视10KV线路分段开关、联络开关等设备运行状态； 线路分段开关和联络开关的遥控； 通过运行状态的监测，可以实现远动或者三遥功能。故障定位、故障区隔离，负荷转供及恢复供电或者进行网络重构。在配电网中，若发生永久性故障，通过开关设备的顺序动作实现故障区隔离； 在环网运行或环网结构、开环运行的配电网中实现负荷转供，恢复供电。当切除了配电网中的故障设备后，在满足一定约束的条件下，为了减少停电面积从而尽可能地保证用户供电而进行的网络结构调整，即配电网故障后重构。
3 智能分布式馈线自动化
3.1智能分布式馈线自动化的概念
按照配电网建设模式划分，馈线自动化系统可以分为就地式馈线自动化和集中式馈线自动化，就地式馈线自动化指不依赖配电自动化主站，由配电终端或现场自动化装置协同实现故障定位、故障隔离和非故障区域的正常供电功能。在具体的实施方案上，又可以分为重合器方式和智能分布方式，本文中我们重点介绍智能分布式。
智能分布式的就地式馈线自动化是在重合器方式的就地式馈线自动化的基础上，增加局部光纤通信，使得环网内的各FTU互相交互信息，在故障后毫秒级的时间内直接跳开离故障点最近的两侧开关，变电站出线开关不需要跳闸，使得停电区域最小，同时联络开关自动合闸转供。可实现多开关串联无级差保护配合，快速准确地实现故障隔离和转移供电，达到停电范围最小、停电时间最短的目的。在保护通道故障时，可自动转为重合器方式的就地式馈线自动化工作模式，可靠性高，可应用于供电可靠性要求高的骨干网络#配电主站和子站可不参与处理过程。
3.2智能分布式馈线自动化的设计和应用
3 2.1 户外干式电压互感器
互感器采用特殊的户外材料全密封浇注而成，免除了漏油及油劣化的缺点，实现无油化及免除了每年油浸产品的预防性试验，可以承受长期户外运行而实现免维护。互感器采用低磁密设计降低由于过电压而引起的磁通饱和度，并加强了一次线圈的端绝缘和层间绝缘，使其能承受更高的过电压。从爬电距离的设计和材料的选用都是满足户外恶劣的环境。
3 2.2 柱上开关智能控制器
控制器以微型处理器为基础，采用模块化结构，由多块可拔插的功能模块构成，易升级、易操作、易维修，是集继电保护、重合闸控制、网络重构、数据测量、事件记录、远方通信、四遥等功能于一体的智能化装置。具有低功耗、全隔离、防尘、防潮等特点；内设后备电池，具备UPS功能，交流失电后仍能维持18小时的正常工作；操作显示面板功能完善；编程接口及接口软件灵活方便；支持光纤、有线、无线等各种通讯方式，与配电管理中心的DMS系统通訊，可实现四遥功能。
4 结语
馈线自动化系统作为一种新兴的技术，以其结构简单、费用节约、应用较为灵活等优势，我国的发展十分迅速，目前其包括智能配电终端等一部分功能已经发展的十分成熟，也在各地的电网系统得到了广泛的应用和实践。另一方面，在自动故障识别、定位、隔离、快速修复等高级功能上中还存在一些不足，需要进一步尝试和探索，着重对馈线自动化控制技术方式和分布式智能控制技术进行研究。分布式馈线自动化系统中，各个开关通过固定的信息共享关系共享故障信息，在终端就能够实现对线路故障的快速判断和隔离，对瞬时故障能够实现自愈，对永久性故障能够实现隔离和排查，相比传统的馈线自动化系统故障响应速度更快、供电可靠性更高，能够带来很好的经济效益和社会效益，具有极高的推广价值。
参考文献：
[1] 顾锦汶，张步林.配电网馈线自动化[J].电力系统自动化，1999，3（15）：35-40.
[2] 凌万水，刘东.基于IEC61850的智能分布式馈线自动化模型[J]，电力系统自动化，2010，36（6）：90-95.
[3] 刘健，贠保记.一种快速自愈的分布智能馈线自动化系统[J].电力系统自动化，2010，34（10）：62-66.
作者简介：李雯（1987-），女，江苏常州人，江苏国电科源电力设计院有限公司，电气工程师；葛娟（1986-），女，江苏宿迁人，江苏鹏创电力设计有限公司，电气工程师
【关键词】10kV配电网；分布式馈线自动化；远方控制
1 引言
馈线自动化是配电网自动化的重要组成部分。要实现馈线自动化，需要合理的配电网结构，具备环网供电的条件；各环网开关、负荷开关和街道配电站内开关的操作机构必须具有远方操作功能。现电网及各供电局10KV架空线路网架的主干线上带有多条分支线，分支线再延伸出多条小分支线，线路结构复杂，而且会引起全条馈线停电，影响范围较大。前期由于受技术的影响，线路的排查耗费大量人力物力，且效率低下，因而造成故障的停电时间很长，将近两个小时才能排查解决，影响了正常的生活用电需求。随着技术的发展，现在采取重合器顺序重合，实现了分段控制，不再影响到全部线路，出现故障也能够有针对性地排查，几分钟就能够锁定目标，进行故障解决，减少了停电的时间和带来的相关损失。
2 馈线自动化的控制方式和功能介绍
馈线自动化控制是指在正常情况下，远方实时监控馈线分段开关与联络开关，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作，在故障时获取故障记录，并自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对非故障区域供电。
2.1馈线自动化的控制方式
馈线自动化的控制方式分为远方控制和就地控制，这与配电网中可控设备的功能有关。如果开关设备是电动负荷开关，并有通信设备，那就可以实现远方控制分闸或合闸； 如果开关设备是重合器、分段器或者重合分段器，它们的分闸或合闸是由这些设备被设定的自身功能所控制，这称为就地控制。远方控制又可分为集中式和分散式两类。所谓集中式，是指由SCADA系统根据从FTU获得的信息，经过判断作出控制，亦称为主从式； 分散式是指FTU 向馈线中相关的开关控制设备发出信息，各控制器根据收到的信息综合判断后实施对所控开关设备的控制。
2.2 馈线自动化的控制功能
运行状态监控： 监控内容主要包括所有被监控的线路（ 包括主干线和各支路） 的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等电气参数。能够实时显示配电网络的运行工况： 实时监视10KV线路分段开关、联络开关等设备运行状态； 线路分段开关和联络开关的遥控； 通过运行状态的监测，可以实现远动或者三遥功能。故障定位、故障区隔离，负荷转供及恢复供电或者进行网络重构。在配电网中，若发生永久性故障，通过开关设备的顺序动作实现故障区隔离； 在环网运行或环网结构、开环运行的配电网中实现负荷转供，恢复供电。当切除了配电网中的故障设备后，在满足一定约束的条件下，为了减少停电面积从而尽可能地保证用户供电而进行的网络结构调整，即配电网故障后重构。
3 智能分布式馈线自动化
3.1智能分布式馈线自动化的概念
按照配电网建设模式划分，馈线自动化系统可以分为就地式馈线自动化和集中式馈线自动化，就地式馈线自动化指不依赖配电自动化主站，由配电终端或现场自动化装置协同实现故障定位、故障隔离和非故障区域的正常供电功能。在具体的实施方案上，又可以分为重合器方式和智能分布方式，本文中我们重点介绍智能分布式。
智能分布式的就地式馈线自动化是在重合器方式的就地式馈线自动化的基础上，增加局部光纤通信，使得环网内的各FTU互相交互信息，在故障后毫秒级的时间内直接跳开离故障点最近的两侧开关，变电站出线开关不需要跳闸，使得停电区域最小，同时联络开关自动合闸转供。可实现多开关串联无级差保护配合，快速准确地实现故障隔离和转移供电，达到停电范围最小、停电时间最短的目的。在保护通道故障时，可自动转为重合器方式的就地式馈线自动化工作模式，可靠性高，可应用于供电可靠性要求高的骨干网络#配电主站和子站可不参与处理过程。
3.2智能分布式馈线自动化的设计和应用
3 2.1 户外干式电压互感器
互感器采用特殊的户外材料全密封浇注而成，免除了漏油及油劣化的缺点，实现无油化及免除了每年油浸产品的预防性试验，可以承受长期户外运行而实现免维护。互感器采用低磁密设计降低由于过电压而引起的磁通饱和度，并加强了一次线圈的端绝缘和层间绝缘，使其能承受更高的过电压。从爬电距离的设计和材料的选用都是满足户外恶劣的环境。
3 2.2 柱上开关智能控制器
控制器以微型处理器为基础，采用模块化结构，由多块可拔插的功能模块构成，易升级、易操作、易维修，是集继电保护、重合闸控制、网络重构、数据测量、事件记录、远方通信、四遥等功能于一体的智能化装置。具有低功耗、全隔离、防尘、防潮等特点；内设后备电池，具备UPS功能，交流失电后仍能维持18小时的正常工作；操作显示面板功能完善；编程接口及接口软件灵活方便；支持光纤、有线、无线等各种通讯方式，与配电管理中心的DMS系统通訊，可实现四遥功能。
4 结语
馈线自动化系统作为一种新兴的技术，以其结构简单、费用节约、应用较为灵活等优势，我国的发展十分迅速，目前其包括智能配电终端等一部分功能已经发展的十分成熟，也在各地的电网系统得到了广泛的应用和实践。另一方面，在自动故障识别、定位、隔离、快速修复等高级功能上中还存在一些不足，需要进一步尝试和探索，着重对馈线自动化控制技术方式和分布式智能控制技术进行研究。分布式馈线自动化系统中，各个开关通过固定的信息共享关系共享故障信息，在终端就能够实现对线路故障的快速判断和隔离，对瞬时故障能够实现自愈，对永久性故障能够实现隔离和排查，相比传统的馈线自动化系统故障响应速度更快、供电可靠性更高，能够带来很好的经济效益和社会效益，具有极高的推广价值。
参考文献：
[1] 顾锦汶，张步林.配电网馈线自动化[J].电力系统自动化，1999，3（15）：35-40.
[2] 凌万水，刘东.基于IEC61850的智能分布式馈线自动化模型[J]，电力系统自动化，2010，36（6）：90-95.
[3] 刘健，贠保记.一种快速自愈的分布智能馈线自动化系统[J].电力系统自动化，2010，34（10）：62-66.
作者简介：李雯（1987-），女，江苏常州人，江苏国电科源电力设计院有限公司，电气工程师；葛娟（1986-），女，江苏宿迁人，江苏鹏创电力设计有限公司，电气工程师