配網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化

　　配網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化【1】

　　【摘 要】隨著我國電網(wǎng)改革的不斷推進(jìn)，我國電力系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)也取得了較大的發(fā)展成就。

　　下文中筆者將結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，對配網(wǎng)線路的饋線自動(dòng)化的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，從基于“電壓型”開關(guān)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)、基于“電流型”開關(guān)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)、“電壓型”開關(guān)與“電流型”開關(guān)組成的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)等幾個(gè)方面進(jìn)行論述，諸多不足，還望批評(píng)指正。

　　【關(guān)鍵詞】饋線自動(dòng)化;故障判斷;故障隔離

　　1、基于“電壓型”開關(guān)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)

　　所謂基于“電壓型”開關(guān)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，就是指在自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中主要依靠電壓的變化情況來判斷和檢測系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)的一種自動(dòng)化形式。

　　在這個(gè)過程中，電壓測量是自動(dòng)化得以發(fā)揮作用的關(guān)鍵，就目前這種方法在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用來看，雖然取得的了一定的效果，但是其缺陷還是較為明顯的。

　　在正常狀態(tài)下，變電站出口斷路器CB及分段開關(guān)A、B、C、D均處于關(guān)合位置。

　　假設(shè)線路c段即開關(guān)C后端出現(xiàn)永久性故障。

　　運(yùn)行過程中，線路c段即開關(guān)C后端出現(xiàn)故障，引起CB跳閘，從而導(dǎo)致A、B、C、D因線路失電而全部跳閘。

　　CB重合閘時(shí)限到，進(jìn)行合閘，開關(guān)A、B、D依次得電合閘。

　　線路中除c段外其余線路正常運(yùn)行，即非故障區(qū)恢復(fù)供電。

　　由此可見，變電站出口斷路器CB兩次重合才能隔離故障段線路，因c段線路故障引起了大范圍的失電，所以基于“電壓型”開關(guān)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)并不是最科學(xué)的配網(wǎng)自動(dòng)化形式。

　　2、基于“電流型”開關(guān)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)

　　所謂基于“電流型”開關(guān)的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，就是指在自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中主要依靠電流的變化情況來判斷和檢測系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)的一種自動(dòng)化形式。

　　在這個(gè)過程中，電流測量是自動(dòng)化得以發(fā)揮作用的最重要因素。

　　我國在這方面的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，并且該自動(dòng)化模式的普及程度也較高。

　　實(shí)踐證明，“電流型”自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢是故障判斷相對準(zhǔn)確、可靠性更高，并且在運(yùn)行過程中不易受到來自周圍環(huán)境的影響，下文中筆者將結(jié)合實(shí)例，對其作用原理進(jìn)行分析。

　　首先，仍然是假設(shè)線路d段(主干線)出現(xiàn)永久性故障，而其中的開關(guān)CB、A、B、C、D均采用帶電流保護(hù)的斷路器，這種情況下，做好系統(tǒng)的操作，只需要度三組定值進(jìn)行測量和確定即可實(shí)現(xiàn)。

　　其中，一組定值圍繞出線斷路器CB展開，獲取其相關(guān)數(shù)據(jù)，監(jiān)控其運(yùn)行狀況，而一組定值圍繞分段開關(guān)A、B展開，記錄和管控其閉合狀態(tài)，最后一組定值圍繞支線開關(guān)C、D展開，記錄相關(guān)運(yùn)行情況，根據(jù)系統(tǒng)指令對其進(jìn)行操作。

　　如果以上三組定值滿足下列關(guān)系，那么主干線路的運(yùn)行狀況將得到有效保證，即不會(huì)受到分支線路的非正常運(yùn)行狀況的干擾，這種關(guān)系可以簡單的表述為：第一組定值的最小分閘電流大于第二組定值的最小分閘電流，而第二組定值的最小分閘電流大于第三組定值的最小分閘電流，與此同時(shí)，從動(dòng)作延時(shí)上看，第一組定值的動(dòng)作延時(shí)最大，第二組次之，第三組最小。

　　由此可見，出線斷路器CB的保護(hù)范圍只需圍繞開關(guān)B即可，無需對其他開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)負(fù)責(zé)，而同樣的分支線開關(guān)的保護(hù)范圍也相對縮小，表現(xiàn)為只同本條支線末梢有關(guān)。

　　另外，在實(shí)踐中由于存在著一些線路的供電半徑過短的現(xiàn)象，導(dǎo)致各個(gè)相鄰區(qū)域的故障電流的差異也相對較小，這種情況下為了更好的區(qū)分故障原因和故障責(zé)任區(qū)，必須要通過提高電流互感器的精度來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，還要對開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間影響進(jìn)行分析，才能更加準(zhǔn)確的定位故障發(fā)生情況。

　　由于主干線路各開關(guān)的整定值相同，在發(fā)生故障時(shí)，就很有可能發(fā)生越級(jí)跳閘。

　　如果d段發(fā)生故障，由于A和B兩個(gè)開關(guān)的定值相同，但A開關(guān)機(jī)構(gòu)比較靈活，因此A開關(guān)越級(jí)跳閘。

　　發(fā)生了越級(jí)跳閘以后，必須在恢復(fù)健全區(qū)域供電之前將B開關(guān)補(bǔ)跳，否則將擴(kuò)大事故影響范圍，而這段期間內(nèi)，B開關(guān)處于失壓狀態(tài)，因此必須通過蓄電池或其它儲(chǔ)能裝置提供跳閘能量。

　　3、“電壓型”開關(guān)與“電流型”開關(guān)組成的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)

　　通過上文的分析，我們可以得出“電壓型”開關(guān)的特點(diǎn)是能夠自動(dòng)隔離故障段和自動(dòng)恢復(fù)非故障段線路的供電，開關(guān)不需要遮斷故障電流，但因支線故障卻導(dǎo)致全線路的短暫停電，障影響范圍大;“電流型”開關(guān)的特點(diǎn)是支線故障不影響主干線，故障影響范圍小，但容易出現(xiàn)越級(jí)跳閘。

　　根據(jù)以上兩種類型開關(guān)的特點(diǎn)，相互彌補(bǔ)其不足，如果將“電壓型”開關(guān)安裝在線路的主干線上，“電流型”開關(guān)安裝在線路的分支線上，則不難實(shí)現(xiàn)一種最隹的保護(hù)模式。

　　所以，在對系統(tǒng)進(jìn)行改造后，我們可以得出這樣一個(gè)自動(dòng)化模式，即主干線上的A、B開關(guān)為“電壓型”開關(guān)，分支線上的C、D開關(guān)為“電流型”開關(guān)，其主要定值如下：變電站出線斷路器CB開關(guān)的保護(hù)范圍只需考慮保護(hù)線路主干線，A開關(guān)的得電延時(shí)時(shí)間Xa=35s，B開關(guān)的得電延時(shí)時(shí)間Xb=7s，CB開關(guān)的最小分閘電流Icb>C、D開關(guān)的最小分閘電流Ic或Id，且CB開關(guān)的動(dòng)作延時(shí)Tcb>C、D開關(guān)的動(dòng)作延時(shí)TC或TD。

　　而當(dāng)線路c段發(fā)生故障時(shí)，因Icb>Ic且Tcb>Tc，故C開關(guān)先跳開，將故障隔離，不影響主干線及e段線路的正常供電。

　　一旦線路d段出現(xiàn)永久性故障，開關(guān)經(jīng)過兩輪失壓跳閘后，B開關(guān)進(jìn)行合閘閉鎖，線路a、b、c段恢復(fù)供電，縮短了停電時(shí)間，減少了停電范圍。

　　4、結(jié)束語

　　綜上所述，上文中筆者分別對“電壓型”開關(guān)和“電流型”開關(guān)的自動(dòng)化模式進(jìn)行了分析，并將二者按實(shí)際情況組合在一起，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)，組成的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，建設(shè)費(fèi)用低，可靠性高，且易于實(shí)施，在現(xiàn)階段應(yīng)用在配網(wǎng)線路上具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]劉健.配電網(wǎng)自動(dòng)化新技術(shù).北京：中國水利水電出版社，2003年

　　配網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化的實(shí)施【2】

　　【摘要】我國電力系統(tǒng)的發(fā)展需要依靠電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷改革與更新，在其不斷的發(fā)展過程中，我國的電力系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)取得了非常不多的成就。

　　本文現(xiàn)在就從配網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化的實(shí)施進(jìn)行探討，結(jié)合平時(shí)的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，分析其組成結(jié)構(gòu)與內(nèi)容，并提出了相應(yīng)的意見及其建議。

　　【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)線路;饋線自動(dòng)化;故障隔離

　　一、引言

　　配網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行需要結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行及其它信息能夠形成一種較為完整的信息，從而便于自動(dòng)化及其信息化的管理，最終確保能夠提高供電質(zhì)量及配電效果，直到能夠獲得用戶的最終滿意。

　　另外，該方法也能夠便于供電企業(yè)遠(yuǎn)距離控制各種配電設(shè)備。

　　二、我國配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化現(xiàn)狀分析

　　我國配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化的發(fā)展是隨著配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用的發(fā)展而不斷發(fā)展的。

　　本身我國的配電自動(dòng)化研究的起步時(shí)間就很晚，導(dǎo)致很多試點(diǎn)工作都嚴(yán)重滯后于發(fā)達(dá)國家。

　　分析我國的實(shí)際狀況，配電自動(dòng)化的能夠有效的提高對于配電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控力度，同時(shí)還對供電企業(yè)的信息化水平有所提升，另外，還能夠通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)接線及其系統(tǒng)運(yùn)行的方法，來降低查找故障的時(shí)間，從而確保了供電可靠性的提高，盡管我國目前的配電網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)趨向于成熟期，凡是其饋線自動(dòng)化存在的問題仍然不可忽視：

　　(一)通信問題

　　我國目前在配電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用饋線自動(dòng)化系統(tǒng)并沒有形成一種統(tǒng)一的模式，使用較為頻繁的饋線模式主要有三種，分別是控制型饋線自動(dòng)化模式、集中控制饋線自動(dòng)化模式、分布式控制型饋線自動(dòng)化模式。

　　其中涉及到通信網(wǎng)絡(luò)的模式主要有集中模式與分布模式，其中需要將饋線終端裝置的信息通過通信匯到子站或者主站去進(jìn)行判斷處理的主要是集中模式，這在無形之中就增加了主站或者子站的負(fù)擔(dān)。

　　目前，我國的科技發(fā)展迅速，光纖設(shè)備的價(jià)格也在不斷下降，現(xiàn)在存在的主要問題就是敷設(shè)的問題。

　　針對光纖難以到達(dá)的站點(diǎn)，可以選擇使用電纜屏蔽層載波、公網(wǎng)GPRS等等其他的通信方式。

　　但是這兩種通信方式的主要缺點(diǎn)就是極易掉線，需要引起注意。

　　(二)終端電源問題

　　一般選擇使用蓄電池來進(jìn)行儲(chǔ)電的，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)問題，并且其使用的壽命不長。

　　加之我國的一個(gè)城市內(nèi)的站點(diǎn)就達(dá)千萬個(gè)，要想做到準(zhǔn)確的維護(hù)將會(huì)是一個(gè)非常浩大的工程。

　　隨著超級(jí)電容這一科技的發(fā)展，類似于常規(guī)蓄電池的體積，其容量能夠達(dá)到十幾個(gè)法拉，可以持續(xù)工作近半個(gè)小時(shí)，若是選擇一些較為特殊的技術(shù)方法，還能夠滿足饋線自動(dòng)化應(yīng)用的要求。

　　(三)小電流接地故障問題

　　在我中性點(diǎn)非有效接地這一系統(tǒng)中，小電流接地故障的概率已經(jīng)達(dá)到了90%。

　　針對這種情況，在現(xiàn)有的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中，一定要有能夠檢測小電流接地故障這一功能，否則將會(huì)嚴(yán)重影響其應(yīng)用的效果。

　　但是目前的主要問題就是國內(nèi)外都沒有對此形成一種較為筒體的標(biāo)準(zhǔn)，就算是我國的自我研究，也沒有成熟的產(chǎn)品及其頗為成熟的經(jīng)驗(yàn)。

　　三、配網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化的實(shí)施

　　饋線的自動(dòng)化功能是能夠在重壓配電線路故障已經(jīng)發(fā)生的情況下，再對其故障進(jìn)行自動(dòng)定位、隔離及其恢復(fù)供電等功能。

　　這種方法在某種程度上能夠減小由于配電網(wǎng)故障給與用戶帶來的影響，是一種具有較強(qiáng)故障自愈功能的控制技術(shù)。

　　(一)電壓控制型

　　在我國，使用較為廣泛的電網(wǎng)大多數(shù)都是選用“手拉手”這一環(huán)網(wǎng)方式運(yùn)行的，如圖1所示，手拉手環(huán)網(wǎng)A-V型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。

　　在開關(guān)S保持開狀態(tài)，且一側(cè)帶電一側(cè)不帶電的情況下，經(jīng)時(shí)限A重合之后再來恢復(fù)故障點(diǎn)下方?jīng)]有發(fā)生故障區(qū)域的正常供電。

　　A1這一時(shí)限的選擇要能達(dá)到一定的長度，從而確保只有在主供線路上重合器與分段器動(dòng)作都完成以后聯(lián)絡(luò)開關(guān)才能開始合閘。

　　分段開關(guān)所選擇的的工作方式是“常閉”型，當(dāng)開關(guān)的兩側(cè)沒有電壓顯示時(shí)就會(huì)自動(dòng)分閘。

　　同時(shí)，若是一側(cè)檢測到有電壓，則可以經(jīng)過時(shí)限確認(rèn)之后來保持合閘，分段開關(guān)合閘之后若是在預(yù)先規(guī)定的時(shí)限B中能夠再一次檢測到電壓，則表面其故障典出于下一段線路，跳閘之后就閉鎖，在下次線路檢測中檢測到電壓就不再合閘。

　　為了充分保障上一級(jí)的開關(guān)能夠可靠的檢測并且排除故障，一定要保證實(shí)現(xiàn)A遠(yuǎn)大于實(shí)現(xiàn)B。

　　圖1 手拉手環(huán)網(wǎng)A-V型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)

　　(二)電流控制型

　　電流控制型的另外一種說法是過流脈沖計(jì)數(shù)型，可以簡單的稱之為A-I型。

　　該類型的主要特點(diǎn)是其分段開關(guān)能夠在連著2次計(jì)數(shù)以上故障電流之后分閘，從而將故障隔離。

　　例如典型的架空線路電流控制型系統(tǒng)，其主要過程是由電流互感器給與分段開關(guān)供電，然后提供電流檢測的信號(hào)，在主變出口處的重合器R計(jì)數(shù)達(dá)到4次過電流之后閉鎖，分段開關(guān)FDK1、FDK2分別計(jì)數(shù)到3次、2次過流后分閘。

　　這樣局可以以在線路L3或者L2上面大賽永久性故障的時(shí)候，在R經(jīng)過1次或者2次重合并跳閘時(shí)，F(xiàn)DK1、FDK2跳閘隔離故障，R經(jīng)過1次重合跳閘以后，恢復(fù)故障上游線路送電。

　　其中，分支線路的故障情況大致與主干線末端的故障一樣，若是分支線Lb發(fā)生了永久性的故障，R會(huì)經(jīng)過1次的重合跳閘，在此之后，分段開關(guān)Qb計(jì)數(shù)到2次過流之后回跳閘，同時(shí)還會(huì)關(guān)閉鎖，直至R重修給與主干線供電。

　　在近幾年的發(fā)展中，出現(xiàn)了一種被稱之為“看門狗”的用戶自動(dòng)分解開關(guān)，并且其應(yīng)用非常廣泛。

　　在其使用過程中，原理與分支線路故障隔離原理相類似。

　　(三)電流電壓控制型

　　另外一種名稱則是電壓-電流-時(shí)間控制型，也可以簡單的稱之為A-VI型。

　　該類型的他點(diǎn)主要是其分段開關(guān)可以選用斷路器的同時(shí)來對其電壓與電流信號(hào)進(jìn)行檢測，一旦與故障處重合，則立即跳閘隔離。

　　為了與之相互配合，其主變出口的重合器選用快慢交替的方式，若是線路出現(xiàn)故障，第一時(shí)間內(nèi)會(huì)快速跳閘，變?yōu)閹�時(shí)限保護(hù)。

　　同時(shí)，也可以說是電流電壓控制型的特點(diǎn)是有機(jī)的結(jié)合了“電壓型”和“電流型”的優(yōu)點(diǎn)，并在其不足之上進(jìn)行不斷的改進(jìn)。

　　若是選用“電壓型”的開關(guān)將其裝置與線路的主干線上，選用“電流型”的開關(guān)將其安置在線路的分支上，這樣所調(diào)配出來的模式將會(huì)是一種最為切實(shí)有效的保護(hù)方式。

　　因此，在我們加強(qiáng)力度改造配網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化的時(shí)候能夠選用這種較為自動(dòng)化的模式，可以將主干線上的兩個(gè)開關(guān)設(shè)置為“電壓型”開關(guān)，同時(shí)將分支線上的兩個(gè)開關(guān)設(shè)置為“電流型”開關(guān)。

　　四、總結(jié)

　　配網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化的不斷改革與發(fā)展加快了我國居民生活水平前景的步伐，但是同時(shí)也給與我國的電力負(fù)荷造成了許多困擾。

　　加之現(xiàn)代用戶對已電力供應(yīng)的要求越來越高，我國加速配電網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化改造技術(shù)已經(jīng)是刻不容緩了。

　　更為重要的是，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)線路饋線自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)⑴潆娋W(wǎng)的故障定位處理能力提升，同時(shí)還能將其處理故障的實(shí)際愛你進(jìn)行壓縮，從而確保供電損失降到最低，最終實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]龔靜.配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008，25-36.

　　[2]徐靖東，張保會(huì)，尤敏，閻海山，等.基于暫態(tài)零序電流特征的小電流接地選線裝置[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備，2009，29(4)：101-105.

　　[3]安向陽，陳歷，李傳健康.就地式智能饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方法[J].電工技術(shù)，2012，71(1)：68-71.

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