方 振

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門開平供電局，廣東江門529300）

1 配網(wǎng)自動(dòng)化原理

配網(wǎng)作為電力系統(tǒng)中不可缺少的一環(huán)，是連接用戶和電網(wǎng)端的橋梁，配網(wǎng)是否可靠穩(wěn)固將直接影響用戶的用電體驗(yàn)。配電自動(dòng)化是提高供電可靠性和供電質(zhì)量、擴(kuò)大供電能力、實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段，也是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一，已得到越來越多電力科研人員和電力企業(yè)的重視[1]。

配網(wǎng)自動(dòng)化以一次網(wǎng)架和設(shè)備為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、現(xiàn)代電子傳感技術(shù)，以配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)為核心，將配電網(wǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息整合和集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)及控制[2]，如圖1所示。

圖1 配網(wǎng)自動(dòng)化一次示意圖

當(dāng)前饋線自動(dòng)化改造主要有兩種類型，分別是集中控制型及就地控制型。當(dāng)前饋線自動(dòng)化是基于分布在配網(wǎng)10 kV線路中的柱上開關(guān)自動(dòng)化（FTU）及開關(guān)柜成套設(shè)備（DTU）來實(shí)現(xiàn)線路運(yùn)行保護(hù)及控制的[3-4]。

線路開關(guān)可以分為負(fù)荷開關(guān)和斷路器兩種，傳統(tǒng)觀念中，斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件下的電流的開關(guān)裝置，負(fù)荷開關(guān)是介于斷路器和隔離開關(guān)之間的一種開關(guān)電器，具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，能切斷額定負(fù)荷電流和一定的過載電流，但不能切斷短路電流。斷路器與負(fù)荷開關(guān)的主要區(qū)別在于一次結(jié)構(gòu)的真空泡。在自動(dòng)化成套設(shè)備里面，自動(dòng)化開關(guān)成套設(shè)備中斷路器及負(fù)荷開關(guān)無明顯區(qū)別，主要是控制邏輯不同，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)化斷路器具備主動(dòng)分?jǐn)喙收想娏?，并且能夠按照設(shè)定的邏輯功能實(shí)現(xiàn)一次/二次重合閘、重合閘閉鎖等邏輯功能；而自動(dòng)化負(fù)荷開關(guān)不主動(dòng)分?jǐn)喽搪冯娏?，它具備失壓分閘、單側(cè)來電合閘、故障檢測(cè)閉鎖等邏輯功能，要與自動(dòng)化斷路器配合才能實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能。

2 饋線自動(dòng)化技術(shù)路線

圖2 集中控制型示意圖

2.1 集中控制型

集中控制型技術(shù)是指通過配網(wǎng)自動(dòng)化終端（FTU、DTU）采集到線路電流、電壓等電氣信號(hào)，經(jīng)過光纖、4G、5G等無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至主站，然后自動(dòng)化主站系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集、信息處理、智能分析，識(shí)別出線路故障點(diǎn)，篩選出最佳控制方式，并且通過光纖、無線通道將控制命令發(fā)至各終端，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。集中控制型示意圖如圖2所示。

2.2 就地控制型

此種模式，在配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可不依賴配電主站，僅通過現(xiàn)場(chǎng)配電終端、保護(hù)裝置或自動(dòng)化開關(guān)裝置相互配合及自我決策，即可準(zhǔn)確定位故障區(qū)域，快速自行隔離故障、恢復(fù)非故障區(qū)域供電，并將故障信號(hào)、開關(guān)動(dòng)作情況、開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)等信息及時(shí)上報(bào)配電主站系統(tǒng)、調(diào)度、運(yùn)維人員。當(dāng)前，就地控制型主要包括時(shí)間級(jí)差型及電壓電流型[5]。

2.2.1 時(shí)間級(jí)差型

時(shí)間級(jí)差型技術(shù)路線要求線路自動(dòng)化分段開關(guān)配置自動(dòng)化成套斷路器開關(guān)，整定過流一、二段保護(hù)，一次重合閘、二次重合閘及重合閘閉鎖功能。保護(hù)邏輯是通過變電站帶電流保護(hù)的出口開關(guān)與分段斷路器或分支線路斷路器間的電流保護(hù)配合實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能。

2.2.2 電壓電流型

電壓型方案用于架空線路的一次開關(guān)設(shè)備主要有帶控制器（FDR）的真空負(fù)荷開關(guān)，該類型開關(guān)具有失壓跳閘、來電自動(dòng)合閘的功能，并能夠檢測(cè)是否為區(qū)內(nèi)故障，若為區(qū)內(nèi)故障，失壓后閉鎖開關(guān)，自動(dòng)隔離故障段線路。需要與變電站出線斷路器開關(guān)配合才能實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能。

2.3 智能分布式

線路上的各控制單元（FTU、DTU）之間通過光纖、無線通信技術(shù)進(jìn)行互聯(lián)，各個(gè)單元采集到鄰近控制單位電氣量信息，然后自行判斷故障點(diǎn)位置，通過自身邏輯實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的自動(dòng)隔離與非故障區(qū)域的自動(dòng)復(fù)電邏輯功能。

3 饋線自動(dòng)化技術(shù)路線分析對(duì)比

廣東電網(wǎng)公司開始進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化試點(diǎn)建設(shè)時(shí)間較早，先后多個(gè)地市局進(jìn)行了配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的探索，其中佛山、東莞采取的時(shí)間級(jí)差型，即線路都采用斷路器模式，中山、珠海則采用電壓時(shí)間型，即線路上所有開關(guān)采用自動(dòng)化負(fù)荷開關(guān)模式。通過總結(jié)對(duì)比分析，各種技術(shù)路線主要存在表1、表2所示優(yōu)缺點(diǎn)，表1為饋線自動(dòng)化各類技術(shù)路線特點(diǎn)，表2為饋線自動(dòng)化各類技術(shù)路線優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比。

表1 饋線自動(dòng)化各類技術(shù)路線特點(diǎn)

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，饋線自動(dòng)化技術(shù)路線選擇總原則：各電網(wǎng)公司在選擇饋線自動(dòng)化技術(shù)路線時(shí)，一定要遵循“可靠、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)”的總原則，結(jié)合本身供電分區(qū)、網(wǎng)架特點(diǎn)、負(fù)荷發(fā)展預(yù)測(cè)選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)路線，進(jìn)行饋線自動(dòng)化改造之后務(wù)必要滿足提高供電可靠性、改善供電質(zhì)量、提升配網(wǎng)管理水平的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。配網(wǎng)一次規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)統(tǒng)籌考慮配電自動(dòng)化建設(shè)，配網(wǎng)一次建設(shè)、改造應(yīng)結(jié)合配電自動(dòng)化終端部署同步進(jìn)行。

（1）對(duì)于對(duì)供電可靠性要求極高、負(fù)荷密度極大的中心區(qū)域，毫無疑問建議采取集中控制型模式，線路分?jǐn)嚅_關(guān)采用開關(guān)柜自動(dòng)化成套斷路器，同時(shí)通信方式采用光纖通信方式。

表2 饋線自動(dòng)化各類技術(shù)路線優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

（2）對(duì)于10 kV線路長(zhǎng)度較短的架空線路、電纜線路和架空電纜混合線路（主干線不超過3分段），采用時(shí)間級(jí)差型就地饋線自動(dòng)化方案，主干線、分支線采用柱上真空斷路器自動(dòng)化成套設(shè)備，可以較快地切斷故障。

（3）對(duì)于特殊供電半徑較長(zhǎng)的城郊或農(nóng)村架空線路，出線斷路器定時(shí)限電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)，采用電壓電流型就地饋線自動(dòng)化方案，變電站出線開關(guān)過流保護(hù)時(shí)間預(yù)留足夠的時(shí)限，同時(shí)用柱上真空斷路器自動(dòng)化成套設(shè)備將主干線分成兩個(gè)大分段，每個(gè)小分段中采用電壓時(shí)間型，分支線采用柱上真空斷路器自動(dòng)化成套設(shè)備。

（4）對(duì)于一般長(zhǎng)度，分段超過3分段，且出線斷路器定時(shí)限電流保護(hù)滿足靈敏度要求的，宜采用電壓時(shí)間型，主干線采用柱上真空負(fù)荷開關(guān)自動(dòng)化成套設(shè)備，分支線采用斷路器模式。