长期以来, 由于我国10 kV线路以架空线路为主, 因此在配网改造的工作中, 实现10 kV架空配电线路的馈线自动化是首要任务。
传统的馈线自动化的技术包括:就地型和集中型。采用配电自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统为就地型;基于主站的馈线自动化系统为集中型。由于架空线路故障80%是瞬间故障, 就地馈线自动化利用与变电站出线断路器的配合隔离瞬间故障, 能大幅度提高供电可靠性, 其建设成本低、维护方便, 在国内得到了大量应用。目前, 随着通信技术的发展, 安装在配电网中不同的线路智能终端可通过通信网络交换故障信息与控制信息, 实现了基于分布式智能的快速自愈。
馈线自动化可以实现对馈电线路进行快速地故障定位、故障隔离、非故障区域供电恢复, 最大限度地减少故障引起的停电范围、缩短故障恢复时间;其次可以实现对配电网正常运行状态进行监控。基于此思路, 实现馈线自动化要达到以下目标。
馈线出线开关跳闸将影响整条馈线的全部供电区域。应通过增设分段开关的手段, 尽可能在出线开关跳闸之前隔离故障区域, 减少出线开关动作次数。
馈线出线开关跳闸后应依靠自动化开关自动切除永久性故障区域, 最终实现重合闸成功。
靠近电源侧的开关, 其跳闸引起的停电范围也越大, 应尽量使靠近电源侧的开关少动作。
近年来用户出门故障不断攀升, 造成了全网停电时间增长。可以在分支线或用户出门处设置用户分界开关自动切除故障, 缩小停电时间和停电面积。
馈线开关控制器应根据需求灵活配置多种通信模块, 开关动作后控制器可将告警信号上传至后台, 缩短运行人员的故障查找时间。
简称A型FA, 它利用变电所出线断路器或重合器与线路分段开关 (器) 配合, 在线路故障时按照规定的程序动作, 隔离线路上的故障区段, 恢复非故障线路的供电。根据所利用信号的形式, A型FA又分为电压控制型 (A-V型) 、电流控制型 (A-I型) 、电压电流控制型 (A-VI型) 。
电压控制型 (A-V型) 通过检测分段开关两侧的电压来控制其分闸与合闸;电流控制型 (A-I型) , 设定分段开关在连续计数到两次及以上故障电流后分闸隔离故障;电压电流控制型 (A-VI型) , 系统构成与A-V型类似, 区别是电源出口断路器在一次重合后将速断保护改为带时延速断, 分段开关采用配备合闸到故障上速断保护的断路器。
就地控制型FA系统不依赖于通信通道就能实现故障隔离, 具有投资小, 易于实现的优点, 由于国内大多数电缆线路不允许进行故障重合闸, 除分界开关型FA可适用于对供电质量要求较高的城市中心区、一般城区配电线路外, 其它主要适用于城镇及远郊区配电线路。
简称B型FA, 由安装在现场开关的监控终端 (FTU) 、通信网和控制主站三部分组成。故障发生后, 控制主站根据FTU送来的信息进行故障定位, 自动或手动隔离故障点, 恢复非故障区段的供电。
B型FA系统控制主站有两种实现方式, 一种是在配电自动化 (DA) 主站里安装FA软件模块, 与FTU通信, 完成故障隔离与恢复供电。另一种是设置配电子站, 实现附近供电小区故障处理的集中控制。
B型FA系统同时实现中压配电网故障隔离与运行监视, 功能完善;不要求出口断路器进行重合闸配合, 不会对系统造成多次过流冲击, 对架空与电缆线路都适用, 由于需要通信通道及控制主站, 相对投资较大, 主要适用于城市中心、城乡结合部等负荷较稳定区域。
安装在配电网中不同的线路开关处的智能馈线终端可通过对等通信网络共享不同地点的故障信息与控制信息, 每一个终端都能主动发起通信, 收集相邻终端的故障检测信息, 无需配网自动化主站或子站参与即可实现故障切除、定位、隔离与恢复供电, 大大缩短了故障处理时间。主要适用于网架结构比较简单、稳定的配电线路, 对网架线路经常变动的区域则不适用。
某局10 kV架空配电线路以辐射型为主, 分支线较多, 而且分支线上的每一次永久或瞬时故障均会引起全条馈线停电, 影响范围较大, 局提出了实现10 kV架空线路故障的快速定位、隔离和恢复, 故障跳闸率的馈线自动化建设思路, 经比较分析, 最终选择主干线建设分段断路器和电压电流型分段开关就地型馈线自动化自愈模式。
如图1所示, 主干线路安装的柱上断路器FB将主干线分为两段, FB后段线路发生故障由主干线分段断路器FB自动切除, 相当于减少了50%变电站出线断路器的跳闸, 同时缩小了故障引起的停电范围, 保障了上一级线路的正常供电。主干线采用电压电流型智能设备FS作为分段开关, 通过变电站出线开关CB的重合闸配合, 完成主干线路短路故障的隔离和非故障区间恢复送电。在负荷较重、线路延伸距离长且发生故障次数较多的大分支线首端可设置分界断路器ZB1, 其作用主要是隔离分支线上发生的故障。在配备了通信之后, 第一时间上报线路故障信息和停电信息, 一线运行维护人员能快速掌握故障定位信息, 现场抢修恢复供电。
通过工程应用实践, 馈线自动化建设是实现城市电网故障快速复电行之有效的技术手段, 具有很好的推广价值。
摘要：本文分析了架空线路各种馈线自动化模式, 阐述了各种馈线自动化模式的适用范围。最后通过工程实践验证了馈线自动化在城市配电网故障快速复电建设中的可行性。
关键词：配电网,架空线路,馈线自动化
[1] 赵月, 何丽娟, 姜海涛, 等.配电网馈线自动化系统分析及技术实施要点[J].电力自动化设备, 2005, 25 (9) :65-68.
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