【摘要】新世紀(jì)，智能電網(wǎng)在配電系統(tǒng)中的地位與作用的越來越重要，是配電系統(tǒng)的重要組成部分。在電力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)就是提高供電系統(tǒng)可靠性、改善電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)運(yùn)行效率，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化與合理運(yùn)行。目前，提起智能電網(wǎng)，人們首先會(huì)想到配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。饋線自動(dòng)化作為目前智能電網(wǎng)與電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，受到人們的廣泛關(guān)注，然而由于我國(guó)國(guó)內(nèi)這方面技術(shù)不夠成熟，還存在著較多的不足與隱患。本文就配電網(wǎng)故障自動(dòng)查找與隔離進(jìn)行了分析與探討，以供同行工作參考。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；配電網(wǎng)；自動(dòng)化系統(tǒng)；線路故障

0.引言

隨著近年來全國(guó)兩網(wǎng)改造工程的全面展開，配電網(wǎng)自動(dòng)化在各地得到了廣泛的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)中越來越趨于普及。配電網(wǎng)線路自動(dòng)化系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。在工作中各地根據(jù)自己的實(shí)際情況和相關(guān)影響因素分析，從配電網(wǎng)的重要區(qū)域入手，來對(duì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和分步實(shí)施，使配電線路在進(jìn)行自動(dòng)化改造工程能夠滿足社會(huì)各方面需求。饋線自動(dòng)化實(shí)際上就是在饋線運(yùn)行的過程中采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)對(duì)其運(yùn)行方式和負(fù)荷進(jìn)行全面科學(xué)監(jiān)理。由于當(dāng)前社會(huì)中我國(guó)尚未形成一套系統(tǒng)、科學(xué)的饋電線路監(jiān)理制度，使其在工作中還存在一定問題。因此在饋電線路自動(dòng)化中，需要根據(jù)不同的設(shè)備，不同的運(yùn)行方式來采取不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化。

1.配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)概述

配電網(wǎng)自動(dòng)化是智能電網(wǎng)的重要組成部分，是以提高供電可靠性、改進(jìn)供電運(yùn)行效率和管理方式來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、安全、穩(wěn)定供電的工作模式的主要方法。在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，其主要的功能在于加速配電網(wǎng)系統(tǒng)的改進(jìn)與發(fā)展，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)功能。配電網(wǎng)作為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中不可缺少的能源供給方式，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中有著重要的作用與意義。配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用能夠有效、及時(shí)科學(xué)的實(shí)現(xiàn)線路的保護(hù)功能，并及時(shí)的對(duì)線路中所發(fā)生的故障進(jìn)行處理，避免配電網(wǎng)故障的進(jìn)一步擴(kuò)大和分散。

2.饋線自動(dòng)化的基本功能

饋線自動(dòng)化的主要功能在于以下幾個(gè)方面：①在運(yùn)行的過程中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控、遙測(cè)、遙信以及能夠及時(shí)的對(duì)各方面的問題進(jìn)行控制的功能；②故障處理：在配電線路發(fā)生故障的情況下，自動(dòng)化系統(tǒng)能夠自我進(jìn)行判斷，并對(duì)這些故障加以隔離，從而消除配電故障并將其進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，避免了事故的進(jìn)一步擴(kuò)大和擴(kuò)散，從而快速的恢復(fù)供電。③負(fù)荷管理：是通過在配電線路中根據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行的負(fù)荷均勻程度進(jìn)行管理和控制，并改變了傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式和運(yùn)行模式，進(jìn)而提高了管理水平和運(yùn)行效率。④重合閘控制：當(dāng)線路中出現(xiàn)過電流、過電壓而導(dǎo)致線路出現(xiàn)跳閘的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)在斷路器的一側(cè)電壓中采用恢復(fù)系統(tǒng)來對(duì)過電流和過電壓繼續(xù)擰控制，并使得其順利的進(jìn)入正常狀態(tài)，同時(shí)如果難以進(jìn)行改進(jìn)，則無需對(duì)開關(guān)閘進(jìn)行重合。⑤對(duì)時(shí)功能；是通過在工作運(yùn)行的過程中對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行了改造和控制管理。⑥過電流記錄功能是饋線自動(dòng)化的主要功能形式，是通過對(duì)線路運(yùn)行中所發(fā)生的種種問題進(jìn)行科學(xué)、全面的總結(jié)記錄，進(jìn)而為日后管理人員對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)分析提供科學(xué)的數(shù)據(jù)參考。

3.線路故障區(qū)段查找的基本原理

3.1饋線故障區(qū)段的定位

對(duì)于輻射狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)和處于開環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)，在判斷故障區(qū)域時(shí)，只須根據(jù)饋線沿線各斷路器是否流過故障電流就可以判斷故障區(qū)段。假設(shè)饋線上出現(xiàn)單一故障，顯然故障區(qū)段位于從電源側(cè)到線路末端方向最后一個(gè)經(jīng)歷了故障電流的斷路器和第一個(gè)未經(jīng)歷故障電流的斷路器之間。

3.2事故跳閘斷路器的定位

而故障區(qū)段隔離后，越級(jí)跳閘的斷路器要復(fù)位，對(duì)于事故后跳閘斷路器的準(zhǔn)確定位是非故障區(qū)段自動(dòng)恢復(fù)供電的關(guān)鍵。

3.3斷路器狀態(tài)描述矩陣

我們可以用1維矩陣運(yùn)算來判別斷路器是否越級(jí)跳閘。矩陣編寫原則為：若第1臺(tái)斷路器在合閘位置，矩陣第1元素置為1，反之為0。 對(duì)于上例，假設(shè)e點(diǎn)故障時(shí)斷路器2跳開，斷路器3未跳開，我們可用矩陣B來描述故障后的斷路器狀態(tài)。

3.4事故跳閘斷路器定位矩陣

用事故前斷路器狀態(tài)信息矩陣A減去事故后斷路器狀態(tài)信息矩陣B，即可準(zhǔn)確地識(shí)別事故跳閘斷路器。由于C矩陣中第2個(gè)元素值為1，則說明故障時(shí)是由斷路器2跳閘切斷故障電流的。根據(jù)前邊計(jì)算可知，故障區(qū)段位于斷路器3和4之間。故應(yīng)自動(dòng)恢復(fù)斷路器2到合閘位置。對(duì)于利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的饋線自動(dòng)化功能，從故障段查找、隔離、非故障段自動(dòng)恢復(fù)，一般僅需要十幾秒鐘。

4.對(duì)\"手拉手\"供電線路分段、支線斷路器的要求

①線路\"過流保護(hù)\"保護(hù)范圍內(nèi)的故障，應(yīng)由線路分段斷路器跳閘切斷故障電流，變電所出線斷路器不動(dòng)作；②線路\"速斷保護(hù)\"保護(hù)范圍內(nèi)的故障，應(yīng)由變電所出線斷路器跳閘切斷故障電流，在進(jìn)行一次重合閘，線路分段斷路器不應(yīng)動(dòng)作；③支線故障情況下，首先跳開支線斷路器，不讓故障越級(jí)到主干線路；④支線斷路器定值在滿足運(yùn)行條件下應(yīng)盡可能的小，跳閘延時(shí)時(shí)間盡可能的短。

5.基本組成

5.1主站

5.2通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)的通信方式采用主從、雙環(huán)形結(jié)構(gòu)的光纖通信方式，具有眾所周知的優(yōu)點(diǎn)。雙光纖環(huán)結(jié)構(gòu)保留了環(huán)形結(jié)構(gòu)節(jié)省光纜的優(yōu)點(diǎn)，克服了環(huán)形結(jié)構(gòu)中光纜任一點(diǎn)故障影響系統(tǒng)運(yùn)行的缺點(diǎn)，具有自愈能力。整個(gè)通信系統(tǒng)包括主站端主機(jī)Modem和若干FTU配置的從機(jī)Modem，每一個(gè)Modem均有兩對(duì)光纖收發(fā)口，并通過兩根光纖串接成雙光纖通信環(huán)（主環(huán)與副環(huán)）。正常情況下兩個(gè)環(huán)都工作，信號(hào)在兩個(gè)環(huán)中以相反的方向同時(shí)傳輸。環(huán)中任一處光纜或光纖Modem發(fā)生故障，光信號(hào)從故障點(diǎn)兩側(cè)的光纖Modem處自動(dòng)從另一個(gè)環(huán)中返回，保證通信的正常運(yùn)行。

5.3開關(guān)

線路開關(guān)配用FTU構(gòu)成線路自動(dòng)化開關(guān)。FTU可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制，帶有遠(yuǎn)動(dòng)通信接口，從而可實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信和遙控，支持多種通信方式，還可實(shí)現(xiàn)各種電量測(cè)量、負(fù)荷與開關(guān)動(dòng)作次數(shù)記錄，并提供編程接口和接口軟件，等等。

6.結(jié)束語

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)于供電安全的可靠性要求也越來越高。僅靠現(xiàn)有管理手段，供電靠性指標(biāo)難以取得實(shí)質(zhì)改善。為提高電網(wǎng)供電的可靠性以及供電能力，在加大配電網(wǎng)建設(shè)、改造力度的同時(shí)，必須要實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的智能化、自動(dòng)化，即配電網(wǎng)自動(dòng)化。 [科]