艾紹偉
(許繼電氣股份有限公司中試部,河南 許昌461000)
配電終端是配電網(wǎng)中最基礎(chǔ)的設(shè)備,負責配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸,控制操作等功能。配電終端也是饋線自動化進行故障隔離和負荷轉(zhuǎn)供的數(shù)據(jù)來源和最終的執(zhí)行者,目前饋線自動化最常用的兩種饋線終端是電流型饋線終端和電壓型饋線終端。
配電終端是配電自動化建設(shè)的重要組成部分,主要作用是采集配電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)、檢測、識別故障、開關(guān)設(shè)備的運行工況,進行處理及分析,通過有線/無線通信等手段,上傳信息、接收控制命令等。
電流型配電終端的故障處理判斷依據(jù)是故障電流,配電終端主要檢測的對象是電流,當饋線發(fā)生故障時,電流型開關(guān)檢測到故障電流后,會給配電主站發(fā)出相應的告警信息,配電主站根據(jù)終端上送的故障信息進行分析和運算,判斷故障區(qū)間進行故障隔離。
電壓型配電終端的故障判斷依據(jù)是饋線是否有電壓,當線路失電后,電壓型饋線終端會自動斷開,當線路恢復供電后,終端會根據(jù)設(shè)定的時間,依次按順序進行閉合。所以當饋線段發(fā)生事故時,變電站出線開關(guān)第一時間保護跳閘,饋線段失電,終端檢測線路無壓,自動斷開。
電流型終端是現(xiàn)在配電網(wǎng)應用最廣泛的終端,在饋線自動化事故處理時,利用電流型開關(guān)的故障信號,通過配電主站的分析和計算,可以準確的判斷出故障區(qū)間,進行故障的隔離和非故障區(qū)域的供電恢復,不需要變電站出線開關(guān)的重合閘來判別故障。但是要求終端要有可靠的通信,任何信號的漏送或者延時,都會影響故障的判斷和事故的隔離。
如圖1所示,是一個電流型饋線自動化處理流程。Fcb1、Fcb2是變電站出線開關(guān),s1、s2、s3、s5是負荷開關(guān)。s4是隔離開關(guān),為常開。當s2、s3之間發(fā)生故障時,此時Fcb1變電站出線開關(guān)保護啟動跳開,饋線段s1、s2、s3失電。此時配電主站會根據(jù)開關(guān)上送的故障遙信進行事故區(qū)間判定。從電源側(cè)向負荷側(cè)檢索事故范圍,確定范圍后從線路末端向電源側(cè)進行故障信號搜索,找到最末端的故障電流開關(guān)與下一個自動化開關(guān)之間為事故區(qū)間,判斷出故障點在s2、s3之間,主站自動生成s2、s3分、fcb1合的操作票,自動執(zhí)行完成故障區(qū)間隔離和電源側(cè)非故障區(qū)間供電。合s4進行負荷側(cè)轉(zhuǎn)供,完成本次事故的饋線自動化操作。
圖1 電流型處理流程
電壓型終端最大的優(yōu)點是不受通信的影響,在饋線自動化事故處理中,電壓型終端不是通過故障信號的上送來判斷故障區(qū)間,對通信的依賴較小,但是故障區(qū)間的判斷需要變電站出線開關(guān)的重合閘來判斷。且時間上需要與出線開關(guān)進行配合,電壓型開關(guān)分閘時間應小于變電站出線斷路器開關(guān)設(shè)定重合閘時間,否則在變電站跳閘后,電壓型開關(guān)來不及分閘,變電站出線斷路器開關(guān)再次重合于故障。
如圖2所示,是一個電壓型饋線自動化處理流程,A為變電站出線開關(guān),B、C、D、F為負荷開關(guān),當c段發(fā)生事故時,A、B、C、D、F跳開,線路處于失電狀態(tài),經(jīng)過設(shè)定時間7 s,A開關(guān)重合,等待7 s無故障,B合閘,等待7 s無故障,C合閘,由于C處于故障區(qū)間,合閘后會觸發(fā)故障,導致A、B、C重新發(fā)生跳閘,進而判斷出故障區(qū)間在C之后,對C進行故障隔離。隔離后對非故障區(qū)間a、b段恢復供電,完成一次饋線自動化的故障處理。
圖2 電壓型處理流程
就是在饋線段中即有電流型終端又有電壓型終端,這種線路,當發(fā)生事故時,優(yōu)先按電壓型事故處理,再按電流型事故處理方式縮小判斷事故范圍,結(jié)合了電壓型與電流型終端的優(yōu)點,進行事故處理。如圖3所示,是混合型饋線自動化事故處理的流程。Fcb1、Fcb2是變電站出線開關(guān),S1、S3是電壓型開關(guān)、S2、S5是電流型開關(guān),S4是常開聯(lián)絡開關(guān)。當S2與S3段發(fā)生事故時,首先是按照電壓型事故處理,判斷出事故在S1之后,再按電流型事故處理方式縮短事故區(qū)間的判斷。最終判斷出事故點在S2開關(guān)之后。
圖3 混合型處理流程
電流型與電壓型終端在饋線自動化中的應用各有自己的特點,電流型終端需要可靠的通信和精確的分析運算來完成故障的定位,電壓型開關(guān)需要出線開關(guān)的重合閘來配合故障的定位,但是隨著通信技術(shù)的發(fā)展和配電主站大數(shù)據(jù)云計算的應用,電流型終端的優(yōu)勢逐漸顯露出來,在故障的處理方面,由于電壓型需要一次或者二次重合閘來配合,故障定位時間要遠遠高于電流型終端。從配電網(wǎng)的長遠考慮,電流型終端更加適合配電網(wǎng)的發(fā)展。表1是對終端在饋線自動化事故處理中的對比。
表1 對比分析結(jié)果
本文分析了電流型和電壓型配電終端在饋線自動化中的典型應用,并對3種應用模式進行了對比分析,隨著配電網(wǎng)的發(fā)展和對供電可靠性的提高,配電終端在饋線自動化中的應用將是一個長期需要研究的問題。