陳海龍，黃華生

(南方電網(wǎng)福建南安市供電公司，福建 南安 362300）

我國10 kV架空型配網(wǎng)存在著占比大（達83.82%），點多面廣、絕緣等級低易受自然災害影響、故障多發(fā)等客觀現(xiàn)象。故障的管控有以下4個主要痛點：（1）小電流接地故障選線準確率不高，仍以“變電站選線+人工試拉”為主，正確率僅60%左右，人工試拉影響用戶感知；（2）線路無分段保護或保護無法配合，無法“選擇性”跳閘，停電范圍擴大；（3）調(diào)度“盲調(diào)”進行故障搶修指揮，現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)信息未采集，調(diào)度只能通過現(xiàn)場人員的反饋情況開展指揮；（4）故障點查找基本依靠“人海戰(zhàn)術(shù)”，一線運維人員僅能通過用戶報修獲知故障信息。

以上痛點將引發(fā)故障“停電范圍大”“停電時間長”以及人員作業(yè)風險大等問題，給供電企業(yè)帶來安全與服務(wù)的雙重壓力。傳統(tǒng)配電網(wǎng)這種發(fā)展的不平衡、不充分，無法很好地滿足配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展需求，亟須提升配電網(wǎng)自動化及運維管理水平。

1 縣域配電網(wǎng)自動化建設(shè)實踐

2014年1月，南安市供電公司基于故障指示器的故障定位研判，同時綜合應用IES系統(tǒng)、配網(wǎng)PMS、用電采集等系統(tǒng)開展10 kV架空配電線路短路、接地、斷線等故障的綜合研判，進一步縮小了配網(wǎng)故障查找時間長的問題。

2015年，對在運柱上開關(guān)進行改造，嘗試應用“三遙”開關(guān)的狀態(tài)監(jiān)測、遙控隔離、自動重合閘、保護級差配合等功能，開始利舊改造“三遙”開關(guān)。

2016年，承接省級配電自動化系統(tǒng)“接地故障研判功能”試點。年底完成了故障指示器、“三遙”終端接入配電自動化DMS系統(tǒng)，取消原有的小主站系統(tǒng)，逐步開展DMS系統(tǒng)深入應用。

2017年，承接省級配電自動化系統(tǒng)“遠方修改定值功能”試點。開始嘗試應用新型一二次融合“三遙”開關(guān)，實現(xiàn)配電線路短路、接地選擇性跳閘。5月，打造配電自動化多種示范模型。

2018年至今：梳理“一線一案”標準化配電化線路模式推進“三遙”建設(shè)，按照“三個一”（建設(shè)一條、成熟一條、應用一條）原則，加強“兩項管理”（配電自動化建設(shè)標準及質(zhì)量管理，配電自動化實用化應用管理），推進“三項工作”（推廣“三遙”終端應用、優(yōu)化繼電保護配置、準確單相失地定位）。

縣域配電自動化應用應從簡易的故障指示器入手，明確配電自動化的本質(zhì)作用（縮小故障范圍），研發(fā)柱上開關(guān)智能終端應用，進一步應用如何快速隔離故障的方法策略，提高正確動作率。

2 縣域配電網(wǎng)自動化技術(shù)和設(shè)備創(chuàng)新

架空型配電自動化的成熟應用主要體現(xiàn)在柱上智能開關(guān)及其FTU終端功能研發(fā)應用，在這個基礎(chǔ)上研發(fā)一二次重合閘功能應用與配合。

縣域配電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新體現(xiàn)在破解小電流單相接地中，在提供較多實踐經(jīng)驗和實際運行工況中，提供參數(shù)判據(jù)的分析和模糊計算模型實踐應用，小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，如何快速發(fā)現(xiàn)，精確定位，柱上開關(guān)不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)配電線路短路故障的研判，單相接地、斷線缺相等其他類型故障能夠?qū)崿F(xiàn)較高正確率的研判，最終實現(xiàn)精確定位、主動快速隔離。

為盡量縮小故障范圍，柱上開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)保護多級差選擇性配合。FTU終端具備實現(xiàn)配電線路保護定值的級差配合與在線遠方定值整定修改，能夠選擇性動作進行故障“選段”隔離。

配電線路經(jīng)常受線路技改切割、運行方式調(diào)整，潮流發(fā)生變化，要求FTU終端保護定值應能自適應調(diào)整整定。嘗試性開發(fā)實現(xiàn)開關(guān)根據(jù)所在線路的負荷潮流變化，“自適應”切換保護定值和在線調(diào)整零序電流定值等功能。

柱上開關(guān)智能終端信息融合深度交互共享，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)靈活接入，實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)線路計量功能等，營配調(diào)信息融合共享與交互。

柱上開關(guān)為實現(xiàn)上述功能，在縣域配電網(wǎng)自動化建設(shè)中主要應用融合設(shè)備（EVCT內(nèi)嵌）。融合設(shè)備從運行數(shù)據(jù)上比成套設(shè)備的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面。

波形穩(wěn)定性上。融合設(shè)備采用電子式互感器，成套設(shè)備采用電磁式互感器，融合設(shè)備的波形穩(wěn)定性要好于成套設(shè)備，同時功耗較優(yōu)。其二采樣精度較高。融合設(shè)備的采樣率為128點/周波，要高于成套設(shè)備80點/周波。

電壓判據(jù)完整：成套設(shè)備（柱上型）只采樣2個線電壓，融合設(shè)備可采樣3個相電壓，斷線時，相電壓下降幅值要大于線電壓，即使采取同樣的過濾判據(jù)，通過相電壓判定缺相故障的準確率也要高于通過線電壓。

融合設(shè)備依賴運行經(jīng)驗：均配置一定的波形過濾措施，如采用零序電流、零序電壓、負荷電流等過濾判據(jù)，或某廠商設(shè)備采用零序電壓、相電流角度差等過濾判據(jù)。而主流成套開關(guān)的過濾判據(jù)僅零序電壓一種，極易誤判。

安裝運維方便：采用內(nèi)嵌式電子式互感器對比電磁式互感器，融合化設(shè)備安裝環(huán)節(jié)減少了互感器二次側(cè)接線流程，波形穩(wěn)定性、線損、失地故障、缺相故障識別能力優(yōu)于普通成套柱上開關(guān)設(shè)備。

柱上開關(guān)能夠滿足運行人員的操作和功能投切，如絕緣操作棒的拉勾操作不僅包括分合閘檢修，還包括重合閘功能投切也能應用。其余終端功能性壓板簡化或全部取消，壓板投退全部由遠方后臺重置實現(xiàn)。

3 縣域配電網(wǎng)自動化技術(shù)的成效

試點縣域配電自動化覆蓋率得到提升，完成357回線路自動化改造，上線融合智能開關(guān)設(shè)備1631臺，覆蓋率67.36%。配網(wǎng)保護正確動作率提高，相間短路故障保護動作正確率98.2%，單相接地故障保護動作正確率95.5%。供電可靠性提高，5年間從99.376%提升到目前的99.983%。

配網(wǎng)自動化平均故障感知時間等大幅度縮短，35.4 min下降到4.6 min，平均故障定位時間從93.3 min下降到33.6 min，平均故障復電時間從264 min下降到159 min，接地故障研判隔離時間從10 min下降到1 min，安全更加可控。

配網(wǎng)運行經(jīng)濟效益估算可觀，累計動作474條次，估算可產(chǎn)生經(jīng)濟效益144.76萬元，減少電量損失374.59萬kWh。

4 縣域配電網(wǎng)自動化新的研究方向

一二次融合柱上開關(guān)（ECVT）雖然比成套更為小型，但其安裝和運行仍受桿塔結(jié)構(gòu)、停電影響、增加線路開斷點等約束，若能夠增加高精度的故障指示器，進一步研發(fā)應用其數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性，有利于縮小故障研判的范圍。所以，故障指示器必須配合高精度采集器，能夠捕捉單相接地暫態(tài)值的波形，采用小波比較等相關(guān)原理進行故障研判，捕捉接地或斷線暫態(tài)信號。有些廠商研發(fā)的產(chǎn)品較為成熟，但缺少大面積的應用，產(chǎn)品格較高。

配電自動化主站DMS系統(tǒng)的研判應綜合用戶采集系統(tǒng)，隨著用戶采集系統(tǒng)中HPLC電能表的推廣，對用戶采集系統(tǒng)的公專變壓器三相變化情況的大數(shù)據(jù)在幾秒種內(nèi)進行邏輯判斷一般是能夠?qū)崿F(xiàn)，再綜合變電站母線電壓變化情況形成數(shù)據(jù)判斷。對小接地系統(tǒng)各種故障類型（如負荷側(cè)斷線接地、電源側(cè)斷線接地等）自動研判，并提供列表形成推圖以供運維人員比較，由此進一步研判分析確定故障范圍，減少誤研判誤分析而出現(xiàn)故障巡視查找時長等問題。

主站式的多終端同步數(shù)據(jù)召測，并在DMS主站端對大數(shù)據(jù)綜合應用分析比較，多數(shù)據(jù)的召測能夠提高研判正確率，同一單元線路超末端，由于能夠檢測到的終端較多，通過大數(shù)據(jù)計算得到的準確率會越高。

智能柱上開關(guān)設(shè)備終端應具有嵌入過濾判據(jù)，過濾非單相接地故障波形，提高最終研判可靠性。終端功能應具有就地的缺相故障等研判基本功能。

電池壽命須提升。柱上開關(guān)終端功耗應得到節(jié)能控制，有利于將終端的壽命延長至20年。這有賴于國內(nèi)電池技術(shù)的發(fā)展。

5 結(jié)束語

本文介紹某縣域配電網(wǎng)自動化建設(shè)的歷程，通過運行數(shù)據(jù)的積累分析，對主要核心設(shè)備融合柱上開關(guān)和FTU終端的開發(fā)功能應用創(chuàng)新，從各項統(tǒng)計指標看出具有一定的成效。并對配電自動化建設(shè)中瓶頸問題提出展望，分析配電自動化應從簡易到實踐的循序漸進的應用過程，以供相關(guān)單位參考。