劉偉

摘要：配電線路（也稱饋線）是配電系統(tǒng)的重要組成部分，而目前的饋線自動(dòng)化是智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵和核心。智能分布式饋線自動(dòng)化主要應(yīng)用于10kV配電線路分段開(kāi)關(guān)為斷路器的配電線路上，智能配電終端通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò)，與同一供電環(huán)路內(nèi)相鄰智能分布式配電終端實(shí)現(xiàn)信息交互，根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離，非故障區(qū)域供電恢復(fù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速故障隔離和自愈，最大限度地減少故障引起的停電范圍，縮短故障處理時(shí)間，提高供電可靠性與生產(chǎn)管理效率。

關(guān)鍵詞：配電終端；分布式饋線；自動(dòng)化測(cè)試；故障分析；

1. 系統(tǒng)要求

10kV變電站出線開(kāi)關(guān)應(yīng)該帶有延時(shí)速斷保護(hù)的功能，通常配用的是具有該功能的斷路器，對(duì)配電終端的電路起到保護(hù)的作用。而在饋線開(kāi)關(guān)的選擇上，采用的是帶有智能分布式自動(dòng)化的斷路器，這種智能的終端設(shè)備造價(jià)比價(jià)昂貴，但是為了配電終端的安全，還是值得一用的。

這種智能分布式配電終端除了常規(guī)的功能外，還能自動(dòng)生成保護(hù)信號(hào)，一旦出現(xiàn)異常，會(huì)直接將指令上傳至主控制室，主控制室接收到信號(hào)指令會(huì)自動(dòng)斷點(diǎn)保護(hù)裝置，避免受到不利因素的干擾；還具有邏輯判斷功能，智能的終端會(huì)根據(jù)情況進(jìn)行判斷，檢查故障出現(xiàn)的位置和原因，能自我排除故障或提示故障點(diǎn)；通信功能是自動(dòng)化終端的特殊功能，和其他的設(shè)備靠網(wǎng)絡(luò)連接，可以實(shí)現(xiàn)信息的互相交換，發(fā)生故障時(shí)的狀態(tài)、信息和原因等都會(huì)發(fā)送到各個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)饋線終端的智能化。

2. 開(kāi)環(huán)配電網(wǎng)智能分布式饋線自動(dòng)化原理

1） 故障定位

一個(gè)典型的開(kāi)環(huán)配電網(wǎng)，變電站出口開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)及聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)均為斷路器，線路上由一組相鄰開(kāi)關(guān)圍成的線路部分成為一個(gè)區(qū)域，各個(gè)開(kāi)關(guān)為該區(qū)域的端點(diǎn)。在開(kāi)關(guān)處的電流如果超過(guò)一定范圍后，會(huì)發(fā)出信號(hào)電流，到達(dá)智能配電器的終端接收裝置，然后經(jīng)由數(shù)據(jù)終端向其他相鄰的智能配電終端繼續(xù)傳遞信號(hào)，以確保配電終端的安全。

2） 故障隔離

在開(kāi)環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)中，故障隔離的程序一般分為以下步驟：

首先，在某一個(gè)開(kāi)關(guān)連接的通路內(nèi)，如果沒(méi)有故障發(fā)生在區(qū)域內(nèi)部，則電路接通后，不會(huì)發(fā)生跳閘隔離的現(xiàn)象，排除該區(qū)域內(nèi)故障。其次，如果在某一個(gè)開(kāi)關(guān)連接的通路中，在連通區(qū)域內(nèi)部出現(xiàn)了異常故障，接通電源后，電流會(huì)立即使開(kāi)關(guān)跳閘隔離，判斷故障發(fā)生的具體區(qū)域位置，針對(duì)問(wèn)題的類型進(jìn)行處理。最后，如果一個(gè)開(kāi)關(guān)旁邊連接了其他的開(kāi)關(guān)，如果是“開(kāi)關(guān)拒分”信號(hào)，則這個(gè)開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)隔離其他開(kāi)關(guān)的聯(lián)系，以便確診故障的發(fā)生區(qū)域。

3） 非故障區(qū)域恢復(fù)供電

對(duì)于一個(gè)開(kāi)環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)，非故障區(qū)域自動(dòng)恢復(fù)供電的機(jī)制由配電主站參與集中式DA進(jìn)行自愈，或者通過(guò)如下機(jī)制進(jìn)行自愈：

若某一聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)一側(cè)的電壓消失，且從開(kāi)關(guān)開(kāi)始的一段配電區(qū)域內(nèi)無(wú)故障發(fā)生，一切正常。那么，在保護(hù)開(kāi)關(guān)跳閘的一段延時(shí)時(shí)間內(nèi)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)收到的信號(hào)是“成功跳閘”，此時(shí)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)連接，排出故障的干擾，恢復(fù)無(wú)故障區(qū)域的電力供應(yīng)。如果聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)沒(méi)有收到旁邊開(kāi)關(guān)的任何信號(hào)，則說(shuō)明有問(wèn)題存在，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)不會(huì)采取任何動(dòng)作，保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)。

3. 分布式饋線自動(dòng)化測(cè)試

動(dòng)作原理：智能分布式配電終端通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò)，在線路上發(fā)生故障之后，同一環(huán)網(wǎng)內(nèi)相鄰智能分布式配電終端進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)快速故障定位、隔離，及非故障區(qū)域恢復(fù)供電；在變電站出口斷路器動(dòng)作之前切除故障區(qū)域。

智能分布式饋線自動(dòng)化故障處理步驟：

圖2 智能分布式饋線自動(dòng)化通信示意圖

圖2中線路故障之后，故障點(diǎn)上游的K1、K2、K3處的智能分布式饋線自動(dòng)化配電終端檢測(cè)到故障電流，其他開(kāi)關(guān)的智能終端未檢測(cè)到故障電流，各個(gè)智能終端相互通信交互故障信號(hào)后，確定故障點(diǎn)在K3、K4之間。大約需要100ms時(shí)間。整個(gè)隔離定位、隔離的處理時(shí)間如圖3所示：

圖3故障定位、隔離處理時(shí)間示意圖

4.1測(cè)試要求

1、完成測(cè)試線路上所有終端信號(hào)的核對(duì)及傳動(dòng)試驗(yàn)；

2、 變電站出口斷路器保護(hù)時(shí)間整定為0.5S；

3、現(xiàn)場(chǎng)停電模擬測(cè)試；

4、測(cè)試完成后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)正常運(yùn)行方式。

4.2測(cè)試目的

智能分布式饋線自動(dòng)化通過(guò)相鄰智能配電終端之間的快速通信，可以實(shí)現(xiàn)快速切除線路故障，故障隔離成功后由主站集中式DA繼續(xù)處理，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、計(jì)算負(fù)荷轉(zhuǎn)供后，恢復(fù)非故障區(qū)域的供電，提高了供電可靠性。

分布式饋線自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)是在盡量接近實(shí)際運(yùn)行狀況下進(jìn)行?？梢哉鎸?shí)的模擬饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式、影響因素、實(shí)現(xiàn)結(jié)果，來(lái)檢驗(yàn)饋線自動(dòng)化方案是否是最佳的處理方案，以及為一些突發(fā)狀況早做預(yù)案。饋線自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)是在配電自動(dòng)化系統(tǒng)通信暢通、三遙無(wú)誤、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)狀態(tài)正常的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

4. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1、故障信號(hào)產(chǎn)生的試驗(yàn)方法及原理

測(cè)試儀加量方式：利用繼保測(cè)試儀等設(shè)備在DTU端模擬產(chǎn)生故障電流，DTU檢測(cè)到故障信號(hào)進(jìn)行故障區(qū)域定位、隔離，將信號(hào)發(fā)送給主站后進(jìn)行恢復(fù)非故障區(qū)域供電，遙控開(kāi)關(guān)時(shí)隔離開(kāi)關(guān)實(shí)際動(dòng)作的方法進(jìn)行測(cè)試。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

1. 線路按停電計(jì)劃停電。

2. 將分布式饋線自動(dòng)化功能投入。實(shí)驗(yàn)線路遙控壓板和開(kāi)關(guān)操作電源全部投入。

3. 完成變電站出口斷路器的模擬遙信信號(hào)的傳動(dòng)。

4. 在現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一調(diào)度下，按照測(cè)試方案由測(cè)試儀器給DTU加故障電流。產(chǎn)生電流故障信號(hào)。

5. DTU采集到的故障電流信號(hào)，開(kāi)始饋線自動(dòng)化處理。進(jìn)行故障區(qū)域定位、故障隔離，主站收到DTU信號(hào)后繼續(xù)進(jìn)行非故障區(qū)域恢復(fù)供電方案。

6. 做好全部實(shí)驗(yàn)記錄。

7. 各DTU恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，主站恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

5. 結(jié)語(yǔ)

饋線自動(dòng)化對(duì)于減少停電影響范圍、縮短停電時(shí)間和提高供電可靠性具有十分重要的意義。智能分布式饋線自動(dòng)化根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離，非故障區(qū)域供電恢復(fù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速故障隔離和自愈，最大限度地減少故障引起的停電范圍，縮短故障處理時(shí)間，提高供電可靠性與生產(chǎn)管理效率。

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