隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展和人民生活水平不斷提高，社會(huì)對(duì)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、電能質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平提出了更高要求；配電網(wǎng)自動(dòng)化工程建設(shè)，將在堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架建設(shè)的基礎(chǔ)上，通過打造“堅(jiān)強(qiáng)、可靠、智能、綠色”的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。而饋線自動(dòng)化建設(shè)是整個(gè)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過饋線自動(dòng)化建設(shè)實(shí)現(xiàn)饋線線路的故障檢測(cè)、定位、故障隔離及非故障區(qū)域的恢復(fù)送電，達(dá)到提高系統(tǒng)供電可靠性的目的。

　　【摘要】介紹了配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化的模式及建設(shè)原則，詳細(xì)闡述了各個(gè)模式的基本原理和對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)及配電終端的要求，并選用典型案例分析了不同模式下線路故障的處理過程，最后對(duì)饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行說明。

　　【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng),饋線自動(dòng)化,故障處理

　　1.饋線自動(dòng)化（FA）模式

　　系統(tǒng)支持集中型全自動(dòng)方式、集中型半自動(dòng)方式、就地型智能分布式、就地型重合器方式等饋線自動(dòng)化模式的接入。根據(jù)《配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)原則》，配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)饋線自動(dòng)化功能先接入集中型、電壓-時(shí)間型及兩者的協(xié)調(diào)模式。

　　如果設(shè)置為主站系統(tǒng)集中型控制模式，則由主站系統(tǒng)故障處理軟件進(jìn)行故障定位、隔離、恢復(fù)。如果設(shè)置為“電壓-時(shí)間型”模式，則由配電設(shè)備本身進(jìn)行故障定位、隔離，主站系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，核對(duì)操作結(jié)果，保存故障信息。

　　2.饋線自動(dòng)化的建設(shè)原則

　　（1）電纜線路及以電纜為主的混合線路，變電站不投入重合閘，采用“集中型”饋線自動(dòng)化模式。

　�。�2）架空線路及以架空為主的混合線路，變電站投入重合閘，采用“電壓-時(shí)間型”饋線自動(dòng)化模式。

　�。�3）用戶側(cè)饋線自動(dòng)化采用分界開關(guān)，自動(dòng)隔離用戶故障，避免事故波及主干線路。

　�。�4）對(duì)于長架空線路、大的分支線路，不具備改造條件的電纜分支箱等采用帶通信功能的故障指示器終端，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)定位。

　　3.“集中型”饋線自動(dòng)化

　　3.1基本原理

　　主站系統(tǒng)根據(jù)配電終端檢測(cè)到的故障告警信息，結(jié)合變電站保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、開關(guān)分閘等相關(guān)信息進(jìn)行綜合判斷，啟動(dòng)故障處理程序，確定故障類型和故障區(qū)段，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段隔離和非故障區(qū)段供電恢復(fù)。

　　3.2對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)和配電終端要求

　　3.2.1通信網(wǎng)絡(luò)要求

　　采用光纖通信，支持無源光網(wǎng)絡(luò)等通信方式，支持IEC60870-5-101/104等標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約。

　　3.2.2配電終端要求

　�。�1）集遙測(cè)、遙信、遙控、通信及電源管理于一體，適用于10kV配電室、環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱等場(chǎng)所。

　�。�2）DTU/FTU軟硬件可組態(tài)，硬件模塊化設(shè)計(jì)，模塊標(biāo)準(zhǔn)通用，某一模塊的損壞不影響其它模塊及系統(tǒng)運(yùn)行，可根據(jù)實(shí)際需求靈活擴(kuò)展遙信、遙測(cè)、遙控點(diǎn)數(shù)。

　�。�3）支持接入無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）、無線等通信設(shè)備。

　�。�4）智能化電源管理，支持電源實(shí)時(shí)監(jiān)視，交流失電及電池欠壓告警、電池在線管理、電池充放電保護(hù)。

　�。�5）電流輸入具備防開路自動(dòng)保護(hù)，輸入、輸出回路具有安全防護(hù)措施。

　�。�6）具備設(shè)備狀態(tài)自診斷，支持遠(yuǎn)程參數(shù)維護(hù)和程序升級(jí)。

　　3.3典型案例

　　以中解線為例說明“集中型”饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)原理。如圖3-1所示，中解線與解放線聯(lián)絡(luò)，兩條線路全部為電纜線路，不投重合閘，線路無論發(fā)生瞬時(shí)性故障還是永久性故障，都作為永久性故障處理。

　　3.3.1在F1點(diǎn)發(fā)生故障

　�。�1）變電站10kV出線斷路器CB1檢測(cè)到故障后分閘。

　�。�2）主站收到CB1開關(guān)變位及事故信號(hào)后，將故障點(diǎn)定位在CB1與HK101-K1間隔之間。

　�。�3）主站發(fā)出遙控分閘指令，分開HK101-K1，將故障區(qū)段隔離。

　�。�4）隔離成功后，主站發(fā)出遙控合閘指令，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)LHK-K2，恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。

　　3.3.2在F3點(diǎn)發(fā)生故障

　�。�1）變電站10kV出線斷路器CB1檢測(cè)到故障后分閘。

　�。�2）安裝于HK101的配電終端DTU1和安裝于HK102的配電終端DTU2檢測(cè)到電流超限及持續(xù)失壓，產(chǎn)生故障遙信并上傳至主站。

　�。�3）主站收到CB1開關(guān)變位、HK101-K1、HK101-K2及HK102-K1、HK102-K2的故障信號(hào)后，將故障點(diǎn)定位在HK102-K2與中解線與解放線聯(lián)絡(luò)開關(guān)LHK-K1之間。

　　（4）主站發(fā)出遙控分閘指令，分開HK102-K2和LHK-K1，將故障區(qū)段隔離。

　�。�5）隔離成功后，主站發(fā)出遙控合閘指令，合上出口斷路器CB1及聯(lián)絡(luò)開關(guān)LHK-K2，恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。

　　3.3.3在F4點(diǎn)發(fā)生故障

　　當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜母線發(fā)生故障時(shí)，主站根據(jù)配電終端DTU上送的故障遙信信息定位故障點(diǎn)，控制故障點(diǎn)前后的開關(guān)分閘，隔離故障。故障隔離成功后，再由主站遙控恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。假設(shè)F4點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)：

　�。�1）變電站10kV出線斷路器CB1檢測(cè)到故障后分閘。

　�。�2）安裝于HK101的配電終端DTU1和HK102-K1對(duì)應(yīng)的配電終端DTU2的回路檢測(cè)到電流超限及持續(xù)失壓，產(chǎn)生故障遙信并上傳至主站。

　�。�3）主站收到CB1開關(guān)變位、HK101-K1、HK101-K2及HK102-K1的故障信號(hào)后，將故障點(diǎn)定位在HK102-K1與HK102-K2之間（環(huán)網(wǎng)柜HK102母線）。

　�。�4）主站發(fā)出遙控分閘指令，分開HK102-K1與HK102-K2，將故障區(qū)段隔離。

　�。�5）隔離成功后，主站發(fā)出遙控合閘指令，合上出口斷路器CB1及聯(lián)絡(luò)開關(guān)LHK-K2，恢復(fù)非故障區(qū)段的供電。4.“電壓-時(shí)間型”（就地重合器方式）饋線自動(dòng)化

　　4.1基本原理

　　“電壓-時(shí)間型”饋線自動(dòng)化配置電壓型負(fù)荷開關(guān)及電壓型饋線終端FTU，依據(jù)“電壓-時(shí)間型”開關(guān)來電即合、無壓釋放的工作特性，與變電站現(xiàn)有的一次重合閘配合，通過電壓時(shí)序邏輯檢測(cè)，確定故障區(qū)段位置，并閉鎖故障點(diǎn)前、后電壓型開關(guān)得電合閘的功能，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的“就地隔離”。

　　4.2對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)和配電終端的要求

　　4.2.1通信網(wǎng)絡(luò)要求

　　由于可以不依賴通信實(shí)現(xiàn)饋線故障的判定和隔離，因此，“電壓-時(shí)間型”饋線自動(dòng)化作采用無線通信方式和IEC60870-5-101標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約；同時(shí)，支持光纖通信方式，支持IEC60870-5-104標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約。

　　4.2.2配電終端要求

　　配電終端設(shè)備除了需具備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的常規(guī)功能（遙測(cè)、遙信、遙控、通信、電源管理等）外，還需具備如下功能：

　�。�1）具有故障定位、就地隔離和遠(yuǎn)方通信功能。

　　（2）具有就地保護(hù)功能：時(shí)限投入、時(shí)限鎖定、瞬時(shí)加壓鎖定、兩側(cè)電壓鎖定，可以實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)操作和遠(yuǎn)方控制操作。

　�。�3）具備分段點(diǎn)（S）和環(huán)網(wǎng)點(diǎn)（L）功能可選。

　　（4）通信端口至少具備1個(gè)FE（快速以太網(wǎng)）電口、1個(gè)工業(yè)串口；應(yīng)能支持IEC60870-5-101/104等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約通信。

　　（5）終端與開關(guān)采用航空插頭連接方式，防護(hù)等級(jí)不低于IP64。

　�。�6）具備設(shè)備狀態(tài)自診斷，支持遠(yuǎn)程參數(shù)維護(hù)。

　　4.3典型案例

　　以大學(xué)線為例說明“電壓-時(shí)間型”饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)原理。如圖4-1所示，大學(xué)線與#2紅旗線聯(lián)絡(luò)，大學(xué)線為架空線路，投入重合閘；#2紅旗線為電纜線路，不投重合閘。

　　4.3.1在F5點(diǎn)發(fā)生故障

　�。�1）CB3檢測(cè)到故障電流分閘，大學(xué)線全線路失電，饋線終端FTU對(duì)應(yīng)的線路分段01、02開關(guān)因線路失壓全部分閘。

　　（2）CB3經(jīng)過1S延時(shí)重合閘，如故障是瞬時(shí)性故障，則合閘成功；如故障是永久性故障，則CB3再次檢測(cè)到故障電流跳閘，主站根據(jù)CB3的分合位變化時(shí)間可判定為故障點(diǎn)為近區(qū)，不再控制CB3合閘。

　　（3）主站遙控令聯(lián)絡(luò)開關(guān)LK合閘，分段02開關(guān)延時(shí)合閘，恢復(fù)故障后非故障區(qū)段的供電。

　　4.3.2在F6點(diǎn)發(fā)生故障

　　（1）CB3檢測(cè)到故障電流分閘，大學(xué)線全線路失電，饋線終端FTU對(duì)應(yīng)的線路分段01、02開關(guān)因線路失壓全部分閘。

　　（2）CB3經(jīng)過1S延時(shí)重合閘，分段01開關(guān)得電后延時(shí)合閘，如故障是瞬時(shí)性故障，則合閘成功；如故障是永久性故障，則CB3再次檢測(cè)到故障電流跳閘，故障定位于分段01、02開關(guān)之間，主站根據(jù)事故區(qū)間判定結(jié)果控制CB3合閘，恢復(fù)故障前非故障區(qū)段的供電。

　�。�3）主站根據(jù)事故區(qū)間判定結(jié)果遙控LK合閘，恢復(fù)非故障區(qū)段供電。

　　4.3.3在F7點(diǎn)發(fā)生故障

　�。�1）CB3檢測(cè)到故障電流分閘，大學(xué)線全線路失電，饋線終端FTU對(duì)應(yīng)的線路分段01、02開關(guān)因線路失壓全部分閘。

　�。�2）CB3經(jīng)過1S延時(shí)重合閘，分段01、02開關(guān)依次延時(shí)合閘，如故障是瞬時(shí)性故障，則合閘成功；如故障是永久性故障，則CB3再次檢測(cè)到故障電流跳閘，故障定位于分段02開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)LK之間，主站根據(jù)事故區(qū)間判定結(jié)果控制CB3合閘，分段01開關(guān)延時(shí)合閘，恢復(fù)故障前非故障區(qū)段的供電。

　�。�3）故障發(fā)生在聯(lián)絡(luò)開關(guān)LK前，主站根據(jù)事故區(qū)間判定結(jié)果，不啟動(dòng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘。

　　5.用戶側(cè)饋線自動(dòng)化

　　5.1基本原理

　　在用戶側(cè)加裝分界開關(guān)。用戶側(cè)發(fā)生短路故障時(shí)，分界開關(guān)與變電站10kV出線斷路器配合隔離故障。用戶側(cè)發(fā)生單相接地故障，分界開關(guān)根據(jù)零序電流判據(jù)自動(dòng)分閘，直接切除故障。

　　5.2分界開關(guān)成套設(shè)備要求

　�。�1）用戶分界開關(guān)能快速處理相間短路和接地故障。

　�。�2）具備自診斷、動(dòng)作指示和通信功能。

　�。�3）適應(yīng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、消弧線圈并聯(lián)中電阻選線接地系統(tǒng)、小電阻接地系統(tǒng)。

　�。�4）開關(guān)內(nèi)置三相CT和零序CT（保護(hù)級(jí)）。

　　5.3典型案例

　　以檢察院宿舍（F8點(diǎn)）發(fā)生故障為例，說明用戶側(cè)饋線自動(dòng)化基本原理。如圖5-1所示，大學(xué)線為架空線路，F(xiàn)B0003為分界負(fù)荷開關(guān)。

　　5.3.1在F8點(diǎn)發(fā)生相間短路故障

　　故障發(fā)生后，分界開關(guān)FB0003與北郊變電站10kV大學(xué)線斷路器CB2配合隔離故障。

　　5.3.2在F8點(diǎn)發(fā)生單相接地故障

　　發(fā)生單相接地故障，分界開關(guān)FB0003直接切除故障，不影響主干線及其它用戶。

　　6.饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的功能

　　配電網(wǎng)故障停電時(shí)，主站系統(tǒng)通過對(duì)配電SCADA采集的信息進(jìn)行分析，判定出故障區(qū)段，進(jìn)行故障隔離，根據(jù)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和必要的約束判斷條件生成網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案，調(diào)度人員可根據(jù)實(shí)際條件選擇手動(dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)方式進(jìn)行故障隔離并恢復(fù)供電。

　　6.1故障定位、隔離及非故障區(qū)段的恢復(fù)

　　6.1.1故障定位

　　系統(tǒng)根據(jù)配電終端傳送的故障信息，快速定位故障區(qū)段，并在配調(diào)工作站上自動(dòng)推圖，以醒目方式顯示故障發(fā)生點(diǎn)及相關(guān)信息。

　　6.1.2故障區(qū)段隔離

　　對(duì)于瞬時(shí)故障，若變電站出線開關(guān)重合成功，恢復(fù)供電，則不啟動(dòng)故障處理，只報(bào)警和記錄相關(guān)事項(xiàng)。對(duì)于永久性故障，變電站出線開關(guān)重合不成功后，則啟動(dòng)故障處理。系統(tǒng)根據(jù)故障定位結(jié)果確定隔離方案，故障隔離方案可以自動(dòng)或經(jīng)調(diào)度員確認(rèn)后進(jìn)行。

　　6.1.3非故障區(qū)段恢復(fù)供電

　　非故障區(qū)段恢復(fù)供電故障處理過程可選擇自動(dòng)方式或人機(jī)交互方式進(jìn)行，執(zhí)行過程中允許單步執(zhí)行，也可在連續(xù)執(zhí)行時(shí)人工暫停執(zhí)行。在故障處理過程中，完成常規(guī)的遙控執(zhí)行之后應(yīng)查詢?cè)撻_關(guān)的狀態(tài)，以判斷該開關(guān)是否正確執(zhí)行，若該開關(guān)未動(dòng)作則停止自動(dòng)執(zhí)行，并提示系統(tǒng)運(yùn)行人員，以示警告。

　　6.2多重事故的處理

　　系統(tǒng)具備多重故障同時(shí)處理的功能，且各故障處理相互之間不受影響。系統(tǒng)根據(jù)故障優(yōu)先級(jí)劃分，可以按優(yōu)先級(jí)進(jìn)行處理。系統(tǒng)對(duì)事故的處理支持分項(xiàng)目、分區(qū)間進(jìn)行管理；針對(duì)多重事故，系統(tǒng)從整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的預(yù)備力、變壓器的預(yù)備力、連接點(diǎn)的電壓降、聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的預(yù)備力、線路分段開關(guān)的預(yù)備力等綜合考慮，做出最優(yōu)的供電恢復(fù)方案。

　　6.3故障處理安全約束

　　系統(tǒng)可靈活設(shè)置故障處理閉鎖條件，避免保護(hù)調(diào)試、設(shè)備檢修等人為操作的影響。故障處理過程中具備必要的安全閉鎖措施（如通信故障閉鎖、設(shè)備狀態(tài)異常閉鎖等），保證故障處理過程不受其它操作干擾。

　　6.4故障處理控制方式

　　對(duì)于不具備遙控條件的設(shè)備，系統(tǒng)通過分析采集遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)，判定故障區(qū)段，并給出故障隔離和非故障區(qū)段的恢復(fù)方案，通過人工介入的方式進(jìn)行故障處理，達(dá)到提高處理故障速度的目的。

　　對(duì)于具備遙測(cè)、遙信、遙控條件的設(shè)備，系統(tǒng)在判定出故障區(qū)段后，調(diào)度員可以選擇遠(yuǎn)方遙控設(shè)備的方式進(jìn)行故障隔離和非故障區(qū)段的恢復(fù)，或采用系統(tǒng)自動(dòng)閉環(huán)處理的方式進(jìn)行控制處理。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]郭某發(fā).配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)（第一版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

　　[2]劉健，沈兵兵，趙紅河等.現(xiàn)代配電自動(dòng)化系統(tǒng)（第一版）[M].北京：中國水利水電出版社，2013.

　　[3]黃漢棠.地區(qū)配電自動(dòng)化最佳實(shí)踐模式（第一版）[M].北京：中國電力出版社，2011.

　　[4]國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（Q/GDW639-2011）：配電自動(dòng)化終端設(shè)備檢測(cè)規(guī)程（第一版）[M].北京：中國電力出版社，2012.

相關(guān)期刊推薦：《節(jié)能技術(shù)》

　　期刊簡介：《節(jié)能技術(shù)》雜志是經(jīng)國家新聞出版總署正式批準(zhǔn)，面向國內(nèi)外公開發(fā)行的國家期刊，《中國核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫》、《中國期刊全文數(shù)據(jù)庫》、《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》、《中國期刊網(wǎng)》等數(shù)據(jù)庫全文收錄期刊，雜志集權(quán)威性、理論性與專業(yè)性于一體，具有很高的學(xué)術(shù)價(jià)值，是作者科研、晉級(jí)等方面的權(quán)威依據(jù)，歡迎廣大作者積極撰寫論文，踴躍投稿！

　　期刊欄目：特約稿、研究與探討、設(shè)計(jì)與測(cè)試、調(diào)查與分析、節(jié)能技術(shù)、技術(shù)改造、經(jīng)驗(yàn)交流。

　　期刊收錄：國家新聞出版總署收錄、1992年被《中文核心期刊要目總覽》收錄為動(dòng)力工程類核心期刊、本刊榮獲黑龍江省優(yōu)秀期刊獎(jiǎng)、中國科技核心期刊

---

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自：http://www.jinnzone.com/dianlilw/31370.html