丁應(yīng)平，朱俊昌，吳紹俊

(1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪供電局，云南 玉溪 653100；2. 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪新平供電局，云南 新平 653400；3.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪江川供電局，云南 江川 652600)

0 前言

為了適應(yīng)新形勢下電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的要求，加快城市電網(wǎng)改造和完善農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)，有效提高供電可靠性，結(jié)合玉溪市架空線路為主的配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，研究適合地域網(wǎng)架特性的配電自動化是近年玉溪配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)發(fā)展方向。

1 饋線分段模型可靠性計(jì)算

目前玉溪市10 kV架空網(wǎng)的主要類型為輻射型電網(wǎng)和單聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)，參照歷年線路故障情況，將10 kV架空饋線故障率設(shè)置為0.05 次/年/km，故障平均修復(fù)時(shí)間設(shè)置為2 h，通過對輻射型電網(wǎng)的可靠性計(jì)算結(jié)果可得出，饋線主干分段數(shù)與饋線主干長度相關(guān)，當(dāng)饋線主干長度不超過12 km時(shí)，宜將饋線主干用自動化分段開關(guān)分為3段；饋線主干超過12 km但不超過15 km宜分為4段；饋線主干超過15 km但不超過20 km宜分為5段，超過20 km宜分為6段。通過對單聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)的可靠性計(jì)算結(jié)果可得出，當(dāng)饋線主干長度不超過3 km時(shí)，宜將饋線主干用自動化分段開關(guān)分為2段；饋線主干超過3 km但不超過8 km宜分為3段；饋線主干超過8 km但不超過12 km宜分為4段；饋線主干超過12 km但不超過15 km宜分為5段，超過15 km宜分為6段。

2 饋線分段建模及配置方案

2.1 饋線分段模型

根據(jù)模擬可靠性計(jì)算，可存在饋線配置模型10種（根據(jù)分段），其中輻射型5種，單聯(lián)絡(luò)5種，如下圖1、圖2所示，模型各符號開關(guān)定義如表1所示。

圖1 (a) 輻射型2分段饋線模型

圖1 (b) 輻射型3分段饋線模型

圖1 (c) 輻射型6分段饋線模型

圖2 (a) 單聯(lián)絡(luò)2分段饋線模型

圖2 (b) 單聯(lián)絡(luò)3分段饋線模型,

圖2 (c) 單聯(lián)絡(luò)6分段饋線模型

結(jié)合饋線模型情況，以及玉溪市“三分兩自一環(huán)”配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)原則（其中“三分”為：“供電分區(qū)”、“結(jié)構(gòu)分層”和“資產(chǎn)分界”；“兩自”為：“核心區(qū)采用集中式”和“非核心區(qū)采用就地重合閘式”；“一環(huán)”：按照統(tǒng)一的單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建配網(wǎng)網(wǎng)架）。在玉溪市建議主要采用單輻射3分段及單聯(lián)絡(luò)3分段模型為主，其他分段模型為輔的建設(shè)方式進(jìn)行推廣。

表1 開關(guān)動作配置及整定要求

2.2 饋線自動化配置分析

2.2.1 饋線自動化原理

玉溪市10 kV架空線路按照就地分合閘智能開關(guān)的方式，采用電壓-時(shí)間型智能開關(guān)就地控制模式，在主干線、分支線處和聯(lián)絡(luò)處加裝開關(guān)，通過電壓-時(shí)間型模式整定開關(guān)配合動作時(shí)間值，采用失壓跳閘、有壓合閘、條件閉鎖等方式讓開關(guān)自動控制實(shí)現(xiàn)配電線路的故障定位、故障隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域供電的過程。

2.2.2 饋線自動化開關(guān)加裝原則

由于玉溪市主要以單輻射3分段及單聯(lián)絡(luò)3分段模型為主，其他分段模型為輔，按照模型需要對架空線路加裝智能開關(guān)成套設(shè)備，智能開關(guān)設(shè)置原則如下：

1）配網(wǎng)架空線路主干線以配置3臺自動化分段開關(guān)為宜；主干線線路較長時(shí)，可酌情增加1臺自動化分段開關(guān)，即主干線分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)合計(jì)不宜超過4臺。

2）對于長度較長且故障率較高的分支線，為縮小故障停電影響范圍，減少主干線開關(guān)跳閘次數(shù)，可在該分支線首端設(shè)置1臺負(fù)荷開關(guān)。

3）開關(guān)應(yīng)具備“兩遙”功能，并可擴(kuò)展為“三遙”。

3 饋線自動化邏輯動作研究

3.1 線路正常動作研究

我們以單聯(lián)絡(luò)線路3分段模型為例，研究分析饋線自動化幾種故障情況的動作邏輯。

3.1.1 在主干線1段發(fā)生永久故障

結(jié)合整定原則及開關(guān)動作邏輯，當(dāng)主干1段發(fā)生永久性故障時(shí)，線路各開關(guān)動作如表2、表3所示。

表2 單聯(lián)絡(luò)主干1段故障動作情況表

表3 分支線故障動作情況表

3.1.2 三相短路故障

三相短路故障分為三相斷線接地短路和三相短路失壓，當(dāng)饋線主干線某段出現(xiàn)三相斷線并使斷線兩端都接地或三相短路失壓，此時(shí)饋線前段（變電站至斷線處）按照單聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)的故障隔離過程進(jìn)行，饋線后段依靠聯(lián)絡(luò)線路隔離故障并恢復(fù)無故障段供電。

3.2 故障時(shí)開關(guān)拒動

通過對單聯(lián)絡(luò)及單輻射線路分析后，開關(guān)拒動均比開關(guān)正常動作時(shí)增大停電范圍。

3.3 正常時(shí)開關(guān)誤動

3.3.1 輻射型線路開關(guān)誤動研究分析

1）主干分段開關(guān)FB誤動分閘：由于主干分段開關(guān)FB為失壓跳閘，當(dāng)線路正常運(yùn)行時(shí)，若主干分段開關(guān)FB的PT損壞（一側(cè)爆裂），導(dǎo)致該主干分段開關(guān)FB誤動分閘，從而使其后級負(fù)荷全部停電；若非PT損壞，則PT檢測到電壓，F(xiàn)B按其整定的A-time時(shí)間恢復(fù)供電。

2）分支線分界開關(guān)ZB誤動分閘：其后級負(fù)荷全部停電。

3.3.2 單聯(lián)絡(luò)線路開關(guān)誤動研究分析

1）分支線分界開關(guān)ZB誤動分閘：其后級負(fù)荷全部停電。

2）主干分段開關(guān)FB誤動分閘：FB誤動后，聯(lián)絡(luò)開關(guān)L按時(shí)整定時(shí)間正常動作后，誤動開關(guān)后級負(fù)荷轉(zhuǎn)移至聯(lián)絡(luò)線路供電。

3）聯(lián)絡(luò)開關(guān)（L）誤動合閘：一是若兩回線路來自相同母線，則不存在影響；二是若兩回線路來自不同母線，則造成合環(huán)供電，因此需對具體線路進(jìn)行合環(huán)供電計(jì)算，合環(huán)條件滿足時(shí)，才能將此聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)置為智能型。對于聯(lián)絡(luò)開關(guān)若不能實(shí)現(xiàn)“三遙”功能，建議采用人工就地遙控。

3.4 誤動和拒動同時(shí)發(fā)生情況分析

正常供電時(shí)，開關(guān)誤動，然后開關(guān)重合閘，拒動，后段失壓，45 s后聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，恢復(fù)供電。

4 結(jié)束語

通過對可靠性建模分析計(jì)算，結(jié)合玉溪市現(xiàn)狀配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及未來目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在玉溪市就地式饋線自動化規(guī)劃建設(shè)中，以輻射式3分段線路及單聯(lián)絡(luò)3分段式線路模型為主，4分段及以上線路為輔的模式推進(jìn)建設(shè)。按照方案實(shí)施后，玉溪市目前已完成了近50回中壓線路的就地式饋線自動化建設(shè)，目前所有線路運(yùn)行良好，并且已發(fā)生多次故障，線路均可按照原定動作邏輯快速切除故障段，并恢復(fù)非故障段供電。玉溪市架空線路可自動實(shí)現(xiàn)隔離故障段，快速恢復(fù)非故障段供電，結(jié)合開關(guān)動作遙信快速實(shí)現(xiàn)故障定位，可有效提升供電可靠性。