浅谈10kV馈线自动化在配电网中的应用

黄老师

1引言 随着国民经济的高速发展,国家对电力的需求日益增长,同时对供电可靠性的要求也越来越高,因此,许多电力企业实施配网自动化工程时,首先考虑的是配电网馈线自动化工程。目前,在我国6～10kV配电系统均为小电流接地系统,实际应用中的国内小电流接地选线装置由于系统的复杂性及信号传递过程中的非线性元件的影响,或者由于产品设计、制造、调试、安装方面存在的缺陷,误判的机率较高,装置的稳定性较差。据电力运行部门的故障统计,配电网单相接地故障发生率最高,且由于发生单相接地后非接地相对地电压升高,因此,如何正常判断单相对地故障的位置并隔离故障和恢复供电显得尤为重要。只有进一步加强城网改造并逐步实现配电自动化,才有可能迅速提高供电的可靠性水平。
　　2馈线自动化应用原则
　　馈线自动化作为配网自动化的基础就是在能够完成对配电网运行工况的日常监视情况下，具备对配电网络发生故障时的快速响应，即当供电线路的某一区段发生故障时，配电系统具备自动隔离故障区段、自动恢复非故障区段的供电能力，从而达到缩小停电范围和减少用户的停电时间，提高对用户供电可靠性的目的。
　　根据国家电网公司《10kV配网自动化发展规划要点》中所提出的目标，在配电网馈线自动化阶段规划选型将从以下几个方面考虑：
按《规划要点》中的要求，接入10kV公用线路上的用户具有两个以上电源供电的可能性，其中应使2/3及以上的用户享有N-1可靠性准则的能力，因此，线路选择和设计首先应当具备互带能力。
　　通过实施线路分段原则，缩小个别用户或线路故障带来的整体停电，通过合理的线路分段数量和设置合理分段点，使用户享有尽可能高的供电可靠性。
　　干线的分段原则按：负荷均等原则；线路长度均等原则；用户数量均等原则中符合具体应用条件的原则执行。选择设备应当具备由满足馈线自动化向配网自动化升级要求,从而能够实现配网设备运行工况的远方监视和监测及与系统配合完成网络重构和负荷转带等功能。负荷较重的分支线路尽量布置分段分支开关，以保证隔离分支故障，保证主干线畅通。
　　3馈线自动化的作用
　　3.1减少停电时间，提高供电可靠性
城市供电网的发展是采用环网“手拉手”供电方式并用负荷开关将线路分段，利用馈线自动化系统实现故障段的自动隔离，即无故障区段自动恢复供电，可缩小故障停电范围，减少用户停电时间。
　　3.2降低网损，提高供电质量
馈电自动[论文网 www.ap5u.com]化系统可以实时监视线路电压的变化，自动调节变压器的输出电压或分段投切无功补偿电容器组，保证用户电压满足要求，实现电压合格率指标。
　　3.3实现状态检修，减少配电网运行和维护费用
馈线自动化系统可对配电系统及设备运行状态进行实时监控，可以有目的地适时安排检修，减少检修的盲目性。
　　4馈线自动化设备的技术特点
　　配电自动化系统一次及控制设备作为配网自动化系统的采集和执行部件，决定着配电自动化系统实际运行的好坏。配电自动化设备不同于普通的线路电气设备之处在于配电自动化设备不仅要满足普通电气设备所应能达到的技术标准，还应符合配电自动化系统功能要求，由此需要结合两者的特点来实现配电自动化设备的全面设计。
　　4.1适应馈线自动化要求,具备独特的就地保护功能。由于配电自动化系统是一个庞大的系统工程，因此，工程的实施应当以市场化经济发展为需求，采取分阶段实施策略，以达到“边投资、边收益”目的。在馈线自动化阶段，可以通过设备自身智能化故障处理能力实现快速的故障隔离，体现了阶段性的投资自动化效果，设备的就地保护是关键。从配网技术发展的角度看，随着城网改造线路逐步实现无油化、绝缘化，一年内线路故障发生的几率相对较少，由此提出了配电自动化设备与系统的配合采用了这样一种设计思想，即利用设备的智能化功能，就地保护将故障隔离，利用系统的集中管理功能完成负荷转移、优化等高级功能，从而大大地提高了设备利用率，并从技术层面避免了10kV复杂配电网络依赖集中保护而带来的供电不可靠，顺应了当今技术发展采用就地保护的趋势。
　　4.2减少对开关的操作。配电自动化开关不同于一般的开关设备，采用了来电就合、无压释放的工作原理，因此避免了自动化过程在停电条件下对开关的操作。
　　4.3依赖于通信来完成事故时的处理。将配网自动化系统中的难点——故障的快速实时处理功能，下放到现场设备就地处理，由此避免了配网中因过度依赖通信完成故障处理可能造成的配网系统供电大面积停电，其不需要通信系统的介入就可以完                                [/td][/tr]                [/table]
成馈线自动化功能，大大地提高了设备和系统的工作可靠性，使通信系统功能应用上升到一个更高的管理应用层面。 4.4清晰的配网自动化系统功能分布，保证各层面性能优越。杆上设备全力完成线路正常监控和故障快速处理功能，后台系统全力完成对配电网经济运行和实现整个配电网的计算机管理，使配电网达到一个多层次的管理阶梯。 r /> 采用频繁操作型负荷开关以满足配网自动化经济运行要求。配网自动化系统的一个重要功能是实现整个配电网络合理经济的运行，这时配电网络将会根据应用需求进行网络重组、负荷转带等功能，这时，配电自动化开关将需要频繁操作倒负荷，本方案采用的负荷开关满足了配网自动化系统对设备频繁操作的要求。
　　5实现馈线自动化方式的选择
　　长期以来，由于我国10kV线路以架空线路为主，因此在配网改造的工作中，实现10kV架空线路的馈线自动化是首要任务。面对量大面广的10kV配电线路，如何既经济又高效地实现自动化的基本功能，是当前的主要任务。
　　当前国内外电网中常采用的馈线自动化系统有两种:一种是采用配电自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统;另一种为基于馈线终端设备（FTU）的馈线自动化系统。
　　5.1基于馈线终端设备（FTU）的馈线自动化系统是以机和通信网络为基础的馈线终端设备（FTU）的馈线自动化系统。该系统所需的主要设备为FTU、通信网络区域工作站、配电自动计算机系统。它的主要优点集中体现在:
　　5.1.1故障时隔离故障区域，正常时监控配网运行，可优化运行方式，实现安全经济运行;
　　5.1.2恢复健全区域供电时，可以采取安全和最佳措施;
　　5.1.3可以和GIS等联网，实现全局[论文网 www.ap5u.com]信息化。该系统的主要缺点是结构复杂、建设费用高，同时还需要建设通信网络。
　　5.2基于配电自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统关键设备为重合器和分段器。重合器是一种自具控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动开断和重合操作，并在其后自动复位或闭锁。分段器是一种与电源侧前级开关配合，在失压或无电流情况下自动分闸的开关设备。
　　对于电网架空配电线路，架空线路故障的80%是瞬间故障，采用重合器隔离瞬间故障，能大幅度提高供电可靠性；由于强电的危险性，线路发生故障时，希望现场问题就地解决，不宜扩大，减少人为复杂化；重合器的智能化程度高，使供电网络能独立运行，不依赖于通信系统、主站系统，同时可以统一规划，分步实施；由于故障多发生在分支线低压台区，支线可以用智能分段器与干线重合器保护配合，重合闸是在发生瞬间故障后迅速排除故障并恢复供电的有效手段。
　　基于自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统的主要优点是结构简单，建设费用低，不需要建设通信网络，不存在电源提取问题。虽然存在着诸如:仅在故障时起作用，正常运行时不能起监控作用，不能优化网络运行方式；多次重合，对设备冲击大等缺点。但它因较低的建设成本和方便的维护措施，却能实现馈线的自动化,同时满足网络经济性和供电的可靠性，不失为着眼于发展、立足长远直接实现馈线自动化的最佳系统。
　　6结语
　　馈线自动化系统是一个复杂的系统的集成，各部分有着密切的关系，任何一部分出现问题都会使整个系统难以完成其重要的使命。设计、研究一种技术性能先进、可靠性高的馈线自动化系统是一项细致、全面的工作，具有很重要的现实意义。                                [/td][/tr]                [/table]