徐嘯峪（國網(wǎng)黃石供電公司，湖北黃石435000）

架空線路自動化的實現(xiàn)與柱上開關(guān)選型分析

徐嘯峪（國網(wǎng)黃石供電公司，湖北黃石435000）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對電的需求越來越大，因此，對架空線路以及柱上開關(guān)的要求也越來越高，特別是在對架空線路的自動化實現(xiàn)以及住上開關(guān)的選型方面更是需要更深入的研究，本文就DA實現(xiàn)方法的比較，來淺析架空線路自動化故障處理模式，以及柱上開關(guān)技術(shù)要求和其優(yōu)點的比較，希望能為我國以后電網(wǎng)的建設(shè)提供借鑒。

架空線；自動化；柱上開關(guān)

引言

當(dāng)前，提高配電自動化的可靠性和效率，降低成本，對這些目標(biāo)全局效益的實現(xiàn)進(jìn)行整體評價，建立一個合理的分配管理系統(tǒng)，還要看實際運行部門的整體實力，同時也要考慮到用戶的經(jīng)濟(jì)能力。因此較為可行的配電自動化的實施步驟是：首先進(jìn)行總體規(guī)劃，結(jié)合配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，通過智能饋線終端進(jìn)行連接，其中有故障定位、隔離和自動恢復(fù)供電等功能的饋線自動化；然而在饋線自動化、變電站自動化、配電網(wǎng)系統(tǒng)中，對信息管理和相關(guān)的先進(jìn)的應(yīng)用軟件進(jìn)行擴(kuò)大并完善DMS系統(tǒng)。

1 架空線路配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)模式

分布智能模式就是對FTU和柱上開關(guān)進(jìn)行自動故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，不需要參與通信和主站系統(tǒng)。該模型主要包括電壓型和電流計數(shù)型兩種。其方式就是FTU和斷路器相結(jié)合構(gòu)成具有重合功能的分段器。通過開關(guān)功能與保護(hù)時間配合實現(xiàn)故障隔離與供電恢復(fù)。東芝生產(chǎn)的vsp5就是這樣的產(chǎn)品。這種方法雖然成本低，不需要溝通和主站參與。然而，故障排除和電力恢復(fù)速度較慢，對系統(tǒng)和用戶的多重影響；要將變電站速斷的保護(hù)定值和重合閘次數(shù)進(jìn)行改變；并沒有對接地的故障檢測。當(dāng)有接地故障時，若全部跳閘，再使用全部隔離的辦法進(jìn)行隔離，接地故障會出現(xiàn)頻繁跳閘現(xiàn)象，失去了中性點接地的優(yōu)點。此外，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)后，需要更改設(shè)置的重合閘參數(shù)，多電源多分布的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，參數(shù)配合困難。因為缺少子站，所以不能考慮實際的負(fù)荷水平和網(wǎng)絡(luò)操作的限制?？傊?，這種方法只適用于比較簡單的空間桁架結(jié)構(gòu)，主要適用于雙電源電路以及沒有通訊能力或通訊能力不健全的場所。

集中智能模式的DA方案，就是由FTU將檢測到的故障信息上傳，主要根據(jù)實時網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，按照一定的算法進(jìn)行故障定位，責(zé)令相關(guān)FTU去隔離故障。此后，主站通過在線分銷網(wǎng)絡(luò)分析軟件，如潮汐對負(fù)載電壓的前提下考慮和網(wǎng)絡(luò)損耗，提供臨時的最佳系統(tǒng)配置方案，讓用戶盡可能恢復(fù)供電，由此可見，這是個基于DMS的DA方案。它的特點是適用于任何結(jié)構(gòu)，在開環(huán)的配電網(wǎng)中，實際的符合水平和網(wǎng)絡(luò)約束是可以使用的開。

按照城市配電自動化主站系統(tǒng)的理念，未來城市配電網(wǎng)故障處理分為三個層次，一個是基于配電終端的故障檢測，以電子站為中心的輻射中心雙底控制，三是以主站為管理中心的全局管理系統(tǒng)。

配電終端負(fù)責(zé)故障檢測，用電子站故障處理命令，實現(xiàn)故障隔離功能，報告故障信息并接受主控制策略。帶電子站負(fù)責(zé)處理區(qū)域饋線終端故障報告和故障信息的查詢、分析以及故障定位。主站根據(jù)故障處理結(jié)果分析總結(jié)，提供故障區(qū)域供電策略，實現(xiàn)恢復(fù)供電。下面以架控線路說明DA過程。

在進(jìn)行架空線路故障排除時，必須區(qū)分瞬時和永久故障。對于瞬時性故障，通過變電站出口斷路器重合閘進(jìn)行淘汰。對于永久性故障而言，則由FTU上報故障信息給主站。在現(xiàn)場根據(jù)實際來考慮問題出現(xiàn)的原因，鮮有以下幾個對故障處理的方案，它們都具有自己的特點：

1.1 模式一

不具有重合功能的分段器，當(dāng)FTU感應(yīng)到變電站出口斷路器切斷時，線路連續(xù)施壓會將問題及時上報給主站。由主站依據(jù)FTU上傳的故障信息來進(jìn)行判斷故障區(qū)域。并遠(yuǎn)程控制對故障區(qū)域進(jìn)行隔離。之所以能夠準(zhǔn)確定位故障發(fā)生區(qū)域主要時因為FTU的檢測。故障處理流程如下：

在故障發(fā)生時，變電站的出口斷路器跳閘并重疊，若只是一個瞬時的故障，則重合成功，故障處理過程完成，如果它是永久性故障，線路將再次通過故障電流。

斷路器再次跳閘，出口斷路器不再重合。FTU再次檢測一定時間內(nèi)確認(rèn)變電站出口斷路器重合閘閉鎖故障后電流和高壓線的損失，上報主站故障信息。

主站收到FTU故障信息，確定出故障發(fā)生在哪個開關(guān)之間，就遙控挑開故障開關(guān)，恢復(fù)供電。

1.2 模式二

具有重合功能的第一出線路開關(guān)并且其他開關(guān)沒有重疊的功能：

在發(fā)生故障時，檢測了變電站的第一個出口開關(guān)電路和跳閘壓力損失。

變電站出口斷路器重合，開關(guān)就得到電壓，會在一段時間后重合，假設(shè)是瞬時的故障，則重合成功，故障處理完成；假設(shè)發(fā)生永久的故障，則線路再次流過故障電流。

變電站出口斷路器再次跳閘，此后，斷路器因線路失壓而跳閘。FTU就會將故障上報給主站。

該模型適用的環(huán)境不允許配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對變電站內(nèi)的10kv線路出口斷路器進(jìn)行監(jiān)控。

2 DA模擬預(yù)演功能

系統(tǒng)的DA模塊，具有實際操作和模擬預(yù)演兩個模式。在預(yù)覽模式下，該系統(tǒng)可對配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬，并在典型負(fù)荷下，進(jìn)行各種運行方式和系統(tǒng)流程以及恢復(fù)方案。全過程動態(tài)顯示，如開關(guān)操作和失電線路等，各種故障恢復(fù)解決方案并將其保存到知識庫中。由此可見，在預(yù)演模式下，一方面為調(diào)度人員進(jìn)行培訓(xùn)、學(xué)習(xí)DA處理功能。另一方面，還要加強(qiáng)他們的手動修改調(diào)度能力。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)程序復(fù)雜時，為了減少故障處理時間，系統(tǒng)首先在庫中進(jìn)行了計算。如果沒有，則需要調(diào)度人員進(jìn)行手工恢復(fù)。

3 配電自動化系統(tǒng)DA功能的特點

（1）在開環(huán)運行的各種配網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行故障診斷和隔離時，使用者在對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改時，它的功能不會受到影響。

（2）若一個配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，其恢復(fù)要求就隨之升高，當(dāng)然恢復(fù)方案也隨之增加，在發(fā)生故障后，才著手進(jìn)行分析總結(jié)，來選擇最佳方案來恢復(fù)，這就造成了時間長的問題出現(xiàn)。要想將時間縮短，系統(tǒng)往往使用將恢復(fù)方案進(jìn)行備用的方式。就是指，在沒發(fā)生故障前，就利用系統(tǒng)的計算能力將所有故障發(fā)生的可能一一列舉出來，并把它放在備用庫中備用。一旦發(fā)生故障，可直接從備用庫中提取，然后進(jìn)行安裝校檢，以此達(dá)到縮短時間的效果。

4 饋線自動化對柱上開關(guān)的技術(shù)要求

要想實現(xiàn)架空配電網(wǎng)的自動化，在選擇柱上開關(guān)時，要具備以下條件：

（1）要具有高可靠性，在濕度較大的地區(qū)和亞熱帶島嶼城市，真空開關(guān)管滅弧一體高分?jǐn)嗄芰Ρ缓芎玫捏w現(xiàn)出來。因為零壓力，密封容易。并且價格和結(jié)構(gòu)與真空負(fù)荷開關(guān)和斷路器開關(guān)管以及其他結(jié)構(gòu)的開關(guān)無太大差別，所以真空負(fù)荷開關(guān)可以用真空斷路器代替。運行機(jī)制應(yīng)當(dāng)是密封的，為了解決腐蝕現(xiàn)象誤動，拒動現(xiàn)象出現(xiàn)。由于永磁機(jī)構(gòu)原件較少，并且它的可靠性也很高。但要注意它的本質(zhì)還是電磁操動機(jī)構(gòu)，所以他的瞬間功率非常大，這是一個難點，啟動電容和電控電路來控制使用的壽命，可靠的溫度特性和運行機(jī)制是整體可靠性的瓶頸，應(yīng)高度重視，如果這些問題能解決則永磁機(jī)構(gòu)應(yīng)是首選。若彈簧機(jī)構(gòu)能解決密封問題，很快將成為一種適合于柱上工作機(jī)構(gòu)。

（2）經(jīng)過與FTU的故障檢測和識別功能、測量和控制功能、通信功能和遠(yuǎn)程維護(hù)功能。要盡量將所需要的CT、CVT安置在負(fù)荷開關(guān)內(nèi)再進(jìn)行測量和控制時。

5 結(jié)語

總而言之，城區(qū)配電網(wǎng)是一個電纜和架空線混合的網(wǎng)絡(luò)。而且在實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化時，柱上開關(guān)變得尤其重要，所以在選擇的時候必須慎重。

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TM75

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2095-2066（2016）15-0022-02

2016-5-3