架空線路自動化的實現與柱上開關選型分析

徐嘯峪（國網黃石供電公司，湖北黃石435000）

架空線路自動化的實現與柱上開關選型分析

徐嘯峪（國網黃石供電公司，湖北黃石435000）

隨著社會經濟的發(fā)展，人們對電的需求越來越大，因此，對架空線路以及柱上開關的要求也越來越高，特別是在對架空線路的自動化實現以及住上開關的選型方面更是需要更深入的研究，本文就DA實現方法的比較，來淺析架空線路自動化故障處理模式，以及柱上開關技術要求和其優(yōu)點的比較，希望能為我國以后電網的建設提供借鑒。

架空線；自動化；柱上開關

引言

當前，提高配電自動化的可靠性和效率，降低成本，對這些目標全局效益的實現進行整體評價，建立一個合理的分配管理系統(tǒng)，還要看實際運行部門的整體實力，同時也要考慮到用戶的經濟能力。因此較為可行的配電自動化的實施步驟是：首先進行總體規(guī)劃，結合配電網地理信息系統(tǒng)，通過智能饋線終端進行連接，其中有故障定位、隔離和自動恢復供電等功能的饋線自動化；然而在饋線自動化、變電站自動化、配電網系統(tǒng)中，對信息管理和相關的先進的應用軟件進行擴大并完善DMS系統(tǒng)。

1 架空線路配電網自動化實現模式

分布智能模式就是對FTU和柱上開關進行自動故障隔離和網絡重構，不需要參與通信和主站系統(tǒng)。該模型主要包括電壓型和電流計數型兩種。其方式就是FTU和斷路器相結合構成具有重合功能的分段器。通過開關功能與保護時間配合實現故障隔離與供電恢復。東芝生產的vsp5就是這樣的產品。這種方法雖然成本低，不需要溝通和主站參與。然而，故障排除和電力恢復速度較慢，對系統(tǒng)和用戶的多重影響；要將變電站速斷的保護定值和重合閘次數進行改變；并沒有對接地的故障檢測。當有接地故障時，若全部跳閘，再使用全部隔離的辦法進行隔離，接地故障會出現頻繁跳閘現象，失去了中性點接地的優(yōu)點。此外，網絡重構后，需要更改設置的重合閘參數，多電源多分布的復雜網絡，參數配合困難。因為缺少子站，所以不能考慮實際的負荷水平和網絡操作的限制?？傊?，這種方法只適用于比較簡單的空間桁架結構，主要適用于雙電源電路以及沒有通訊能力或通訊能力不健全的場所。

集中智能模式的DA方案，就是由FTU將檢測到的故障信息上傳，主要根據實時網絡拓撲結構，按照一定的算法進行故障定位，責令相關FTU去隔離故障。此后，主站通過在線分銷網絡分析軟件，如潮汐對負載電壓的前提下考慮和網絡損耗，提供臨時的最佳系統(tǒng)配置方案，讓用戶盡可能恢復供電，由此可見，這是個基于DMS的DA方案。它的特點是適用于任何結構，在開環(huán)的配電網中，實際的符合水平和網絡約束是可以使用的開。

按照城市配電自動化主站系統(tǒng)的理念，未來城市配電網故障處理分為三個層次，一個是基于配電終端的故障檢測，以電子站為中心的輻射中心雙底控制，三是以主站為管理中心的全局管理系統(tǒng)。

配電終端負責故障檢測，用電子站故障處理命令，實現故障隔離功能，報告故障信息并接受主控制策略。帶電子站負責處理區(qū)域饋線終端故障報告和故障信息的查詢、分析以及故障定位。主站根據故障處理結果分析總結，提供故障區(qū)域供電策略，實現恢復供電。下面以架控線路說明DA過程。

在進行架空線路故障排除時，必須區(qū)分瞬時和永久故障。對于瞬時性故障，通過變電站出口斷路器重合閘進行淘汰。對于永久性故障而言，則由FTU上報故障信息給主站。在現場根據實際來考慮問題出現的原因，鮮有以下幾個對故障處理的方案，它們都具有自己的特點：

1.1 模式一

不具有重合功能的分段器，當FTU感應到變電站出口斷路器切斷時，線路連續(xù)施壓會將問題及時上報給主站。由主站依據FTU上傳的故障信息來進行判斷故障區(qū)域。并遠程控制對故障區(qū)域進行隔離。之所以能夠準確定位故障發(fā)生區(qū)域主要時因為FTU的檢測。故障處理流程如下：

在故障發(fā)生時，變電站的出口斷路器跳閘并重疊，若只是一個瞬時的故障，則重合成功，故障處理過程完成，如果它是永久性故障，線路將再次通過故障電流。

斷路器再次跳閘，出口斷路器不再重合。FTU再次檢測一定時間內確認變電站出口斷路器重合閘閉鎖故障后電流和高壓線的損失，上報主站故障信息。

主站收到FTU故障信息，確定出故障發(fā)生在哪個開關之間，就遙控挑開故障開關，恢復供電。

1.2 模式二

具有重合功能的第一出線路開關并且其他開關沒有重疊的功能：

在發(fā)生故障時，檢測了變電站的第一個出口開關電路和跳閘壓力損失。

變電站出口斷路器重合，開關就得到電壓，會在一段時間后重合，假設是瞬時的故障，則重合成功，故障處理完成；假設發(fā)生永久的故障，則線路再次流過故障電流。

變電站出口斷路器再次跳閘，此后，斷路器因線路失壓而跳閘。FTU就會將故障上報給主站。

該模型適用的環(huán)境不允許配網自動化系統(tǒng)對變電站內的10kv線路出口斷路器進行監(jiān)控。

2 DA模擬預演功能

系統(tǒng)的DA模塊，具有實際操作和模擬預演兩個模式。在預覽模式下，該系統(tǒng)可對配電網絡進行模擬，并在典型負荷下，進行各種運行方式和系統(tǒng)流程以及恢復方案。全過程動態(tài)顯示，如開關操作和失電線路等，各種故障恢復解決方案并將其保存到知識庫中。由此可見，在預演模式下，一方面為調度人員進行培訓、學習DA處理功能。另一方面，還要加強他們的手動修改調度能力。當系統(tǒng)恢復程序復雜時，為了減少故障處理時間，系統(tǒng)首先在庫中進行了計算。如果沒有，則需要調度人員進行手工恢復。

3 配電自動化系統(tǒng)DA功能的特點

（1）在開環(huán)運行的各種配網結構中，進行故障診斷和隔離時，使用者在對網絡結構進行修改時，它的功能不會受到影響。

（2）若一個配電網絡的結構很復雜，其恢復要求就隨之升高，當然恢復方案也隨之增加，在發(fā)生故障后，才著手進行分析總結，來選擇最佳方案來恢復，這就造成了時間長的問題出現。要想將時間縮短，系統(tǒng)往往使用將恢復方案進行備用的方式。就是指，在沒發(fā)生故障前，就利用系統(tǒng)的計算能力將所有故障發(fā)生的可能一一列舉出來，并把它放在備用庫中備用。一旦發(fā)生故障，可直接從備用庫中提取，然后進行安裝校檢，以此達到縮短時間的效果。

4 饋線自動化對柱上開關的技術要求

要想實現架空配電網的自動化，在選擇柱上開關時，要具備以下條件：

（1）要具有高可靠性，在濕度較大的地區(qū)和亞熱帶島嶼城市，真空開關管滅弧一體高分斷能力被很好的體現出來。因為零壓力，密封容易。并且價格和結構與真空負荷開關和斷路器開關管以及其他結構的開關無太大差別，所以真空負荷開關可以用真空斷路器代替。運行機制應當是密封的，為了解決腐蝕現象誤動，拒動現象出現。由于永磁機構原件較少，并且它的可靠性也很高。但要注意它的本質還是電磁操動機構，所以他的瞬間功率非常大，這是一個難點，啟動電容和電控電路來控制使用的壽命，可靠的溫度特性和運行機制是整體可靠性的瓶頸，應高度重視，如果這些問題能解決則永磁機構應是首選。若彈簧機構能解決密封問題，很快將成為一種適合于柱上工作機構。

（2）經過與FTU的故障檢測和識別功能、測量和控制功能、通信功能和遠程維護功能。要盡量將所需要的CT、CVT安置在負荷開關內再進行測量和控制時。

5 結語

總而言之，城區(qū)配電網是一個電纜和架空線混合的網絡。而且在實現配電網自動化時，柱上開關變得尤其重要，所以在選擇的時候必須慎重。

[1]洪良山.變電站自動化的現狀與發(fā)展[J].電力自動化設備，1999（4）：18～20.

[2]石送奇，諸敏慧，周貴興.電力自動化技術的新發(fā)展[J].電力系統(tǒng)能夠自動化學報，1999（12）：12～16.

[3]徐丙垠.饋線自動化技術[J].電網技術，1998，22（3）：20～23.

TM75

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2095-2066（2016）15-0022-02

2016-5-3