張巖峰

【摘 要】針對配電線路故障分析及自動化技術應用問題，對國內(nèi)配電線路的應用現(xiàn)狀分析和應用進行了介紹，主要是國內(nèi)配電線路的應用現(xiàn)狀、不同故障的三種類型進行了分析，探討了饋線自動化實現(xiàn)方式，分別對他們的工作原理個工作特點進行了分析。

【關鍵詞】配電線路；故障分析；自動化技術；應用問題

0.引言

配電線路是從降壓變電站，通過線路把電力送到配電變壓器或將配電變壓器的電力送到用電單位的通路。配電線路電壓一般為3.6kV～40.5kV，習慣上稱為高壓配電線路；把配電電壓不超過1kV、頻率不超過1000Hz、直流不超過1500V的線路，稱低壓配電線路。饋線是配電網(wǎng)中的一個術語，它可以指與任意配網(wǎng)節(jié)點相連接的支路，可以是饋入支路，也可以是饋出支路。饋線自動化是指變電站出線到用戶用電設備之間的饋電線路自動化，饋線自動化技術，是指對配電線路運行狀態(tài)進行監(jiān)測和控制的技術，在故障發(fā)生后實現(xiàn)快速準確定位和迅速隔離故障區(qū)段，恢復非故障區(qū)域供電（以下用FA表示）。對于系統(tǒng)中兩種類型輸電線路而言，架空線路自動化技術實現(xiàn)的主要方式。這些方式是主站集中性、電壓電流型、電壓時間型和分布智能型等；對于電纜線路，其自動化技術的實現(xiàn)方式則只有主站集中性、電壓時間型和分布智能型三種。這些自動化技術能夠快速完成線路故障的定位、隔離和復電功能。在配電線路中，針對架空線路、混合線路和電纜線路的故障停電，現(xiàn)在常用的最佳解決原則是就地智能處理原則，采用這種處理原則，從技術上分析具有免維護，不依賴通信和主站的優(yōu)點，從經(jīng)濟上分析，具有投資少、見效快、在技術上實施簡便等優(yōu)點。

1.配電線路的應用現(xiàn)狀分析和應用

1.1國內(nèi)配電線路的應用現(xiàn)狀

在城市的主城區(qū)，配電網(wǎng)的線路以電纜線路居多，它們常用地下電纜；在一般偏遠城區(qū)，城市遠郊區(qū)和農(nóng)村常以架空線路居多，在主城區(qū)與一般城區(qū)的交界處則是架空和地下電纜混合線路，架空線路多數(shù)是開關本體，基本不具備自動化接口和改造條件。

1.2國內(nèi)配電線路的故障類型分析

配電線路要實現(xiàn)配網(wǎng)的自動化，就要對各輸電線路故障進行正確的分析、隔離和復電，通過理論及實踐總結，對配電線路的故障類型進行分析。

1.2.1架空線路故障類型特點的介紹

架空線路如果出現(xiàn)故障，常常具有如下特點。第一，是饋線故障頻繁，容易造成大面積停電；第二，是瞬時性故障和單相接地故障多，容易造成停電，甚至破壞絕緣，損壞設備；第三，是用戶故障不斷增加，容易使用戶出現(xiàn)故障造成大面積停電。

1.2.2電纜線路故障類型特點的介紹

架空線路如果出現(xiàn)故障，它的故障類型常常具有如下特點。第一，是饋線故障概率小，停電次數(shù)少；第二，是永久性故障至大面積停電居多；第三，是多分布在配電站點內(nèi)和電纜接頭處，屬發(fā)展性故障，破壞絕緣甚至損傷設備；第四，是用戶故障不斷增加用戶故障會造成大面積停電。

1.2.3混合線路故障介紹

架空線路和架空電纜混合線路的故障停電問題則是配網(wǎng)自動化就地智能處理重點解決的問題。

2.饋線自動化實現(xiàn)方式

結合配電網(wǎng)的故障類型和特點，為提高配電網(wǎng)發(fā)現(xiàn)、隔離、恢復故障的能力，實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化，現(xiàn)階段主要的配網(wǎng)自動化實現(xiàn)方式如下：

2.1主站集中型FA技術的實現(xiàn)

2.1.1 FA技術的工作原理

主站系統(tǒng)根據(jù)配電終端檢測的故障告警信息，結合變電站保護動作信號綜合判斷，確定故障類型和故障區(qū)段，自動或手動隔離故障點，恢復非故障區(qū)段供電。

2.1.2 FA技術的特點

FA技術的特點如下，第一，線路類型無限制，架空、電纜、混合都適合；第二，不要求變電站重合閘配合；第三，無須保護配合，便實施，管理簡；第四分段不受限，擴展靈活；第五，主干線路開關采用蓄電池為后備電源，分界開關配置超級電容為后備電源；第六，依賴通信及主站，投資較大，每次故障，整條線路存在短時停電。

2.2 分布智能型FA技術的實現(xiàn)

2.2.1分布智能型工作原理

配電饋線主干線上各個相鄰開關的配電終端通過通信網(wǎng)絡，相互交換電壓/過流、開關位置和故障狀態(tài)等多種信息。發(fā)生故障時不需主站參與控制快速隔離；而后通過通信獲得相關的開關已經(jīng)隔離故障信息，按預定的恢復機制恢復正常區(qū)間供電的一種饋線自動化系統(tǒng)。

2.2.2分布智能型的特點

第一，DTU可自行收集處理相關故障信息并進行控制決策；第二，不會對系統(tǒng)造成多次過流沖激；第三，架空與電纜線路都適用；第四，不依賴于主站完成配電網(wǎng)故障自愈控制，動作速度快；第五、對通信的速度、穩(wěn)定、要求比較高；投資比較大運維要求高。

2.3電壓時間型FA技術的實現(xiàn)

2.3.1電壓時間型FA技術工作原理

主干線分段及聯(lián)絡開關采用" 電壓-時間型"負荷開關，與變電站重合閘配合，自動隔離故障，恢復非故障區(qū)間的供電。當線路發(fā)生短路故障時，變電站保護跳閘，第一次重合閘，開關得電后逐級延時合閘，當合閘到故障點后，變電站再次跳閘，同時 FTU 通過電壓-時間邏輯判斷出故障點并閉鎖兩端開關；故障隔離后，變電站二次重合，恢復故障點前段線路供電，聯(lián)絡開關延時合閘，自動恢復故障點后段線路供電。

2.3.2電壓時間型FA技術的特點

電壓時間型FA技術特點有以下幾點。第一，開關采用"來電即合、無壓釋放"的原理，無蓄電池，真正免維護；第二，是不依賴通信及主站實現(xiàn)就地智能保護功能；第三，是資金投入小，周期短，見效快；第四，是適合城郊或農(nóng)村架空中壓配電；第五，需要變電站重合閘配合，用戶受短時停送電影響。

2.4電壓電流型FA技術的實現(xiàn)

2.4.1電壓電流型FA技術工作原理

電壓電流型饋線自動化是在電壓-時間型基礎上，增加了故障電流輔助判據(jù)。使非故障區(qū)間分段開關在第一次重合閘后閉鎖分閘，減少第二次重合閘后恢復供電時間。 其次主干線設置帶時限和二次重合閘的分段斷路器，其后端線路發(fā)生故障自行切除，大大減少變電站出線斷路器的跳閘次數(shù)。

2.4.2電壓電流型FA技術特點

電壓電流型FA技術特點有以下幾點。第一，是減少 50%變電站出線斷路器跳閘，縮小故障引起的停電范圍；第二，是變電站出線斷路器重合成功率大幅提高，可達到90%以上；第三，是減少重合閘恢復供電時逐級合閘時間，減少非故障區(qū)段停電時間；第四，是無通信可對故障就地迅速隔離；第五，是適用于10kV架空、電纜等結線。

3.結語

采用FA就地智能故障處理，可實現(xiàn)對線路運行狀態(tài)的管、監(jiān)、控、優(yōu)的管理，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)結構越來越復雜，配網(wǎng)中某條線路的小故障若不及時切除將會影響到其他線路，甚至演變成為三相短路，擴大故障的影響范圍，實現(xiàn)配網(wǎng)自動控制能夠有效解決上述問題，保障小康社會的用電安全。

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