芻議10kV配電網(wǎng)饋線的自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)

呂開勝

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司城步縣供電公司，湖南 城步422500）

配電自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要借助當(dāng)前的通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電工電子技術(shù)等搭建而成，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電力電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)視和控制，與目前電力配電管理模式相融合，更好地保證我國(guó)電力電網(wǎng)配電的正常運(yùn)行，提高了配電企業(yè)的管理水平，同時(shí)也使我們每個(gè)人的供電需求得到了保障。配電控制系統(tǒng)自動(dòng)化大致分為配電管理自動(dòng)化、變電站配電自動(dòng)化、配電線路的自動(dòng)化、面向用戶管理的自動(dòng)化和配電通信的自動(dòng)化等，其中配電線路的自動(dòng)化即為饋線自動(dòng)化，在電力電網(wǎng)配電過(guò)程中起著重要的作用。饋線自動(dòng)化控制能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控配電線路中各個(gè)供電開關(guān)的狀態(tài)，得到線路正常運(yùn)行過(guò)程中的電壓電流，實(shí)現(xiàn)整個(gè)配電線路的自動(dòng)控制和供電[1-4]。因此結(jié)合10kV配電的基本情況分析饋線自動(dòng)化的應(yīng)用具有重要的意義。

1 饋線自動(dòng)化概述

饋線自動(dòng)化作為目前配電線路極其重要的組成部分，通常饋電自動(dòng)化能夠控制配電線路中的所有低壓配電線路和中壓配電線路，實(shí)時(shí)監(jiān)控著配電線路的運(yùn)行情況，包括電壓大小、電流大小、負(fù)荷需求、供電開關(guān)等等，以變電站的變壓器作為控制起點(diǎn)，沿途配電線路直至用電客戶位置，通過(guò)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制。當(dāng)配電系統(tǒng)輸送的是高壓時(shí)，如果需要采用饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，通常需要進(jìn)行二次降壓，然后通過(guò)監(jiān)控變壓后的配電線路來(lái)達(dá)到監(jiān)控高壓配電線路的目的。就目前配電負(fù)荷來(lái)看，配電變壓器和大電力用戶多采用的是中壓配電線路，大部分的電力用戶還是低壓配電線路，比如普通百姓家的照明配電線路、農(nóng)田灌溉所需的配電線路、小型服務(wù)類的工藝設(shè)備等，因此，饋線自動(dòng)化控制系統(tǒng)在我國(guó)當(dāng)前的配電電網(wǎng)中具有極其光明的應(yīng)用前景。

2 饋線自動(dòng)化的控制方式和功能

2.1 饋線自動(dòng)化的控制方式

饋線自動(dòng)化的控制方式可以分為遠(yuǎn)方控制和就地控制兩種，主要取決于配電線路中可控制裝置的功能，如配電線路中的開關(guān)等，當(dāng)控制裝置屬于電動(dòng)負(fù)荷開關(guān)且能夠與通信系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接的時(shí)候，就可以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制，包括斷開和閉合兩種狀態(tài)。當(dāng)控制裝置為重合器、分段器等，其斷開和閉合都是通過(guò)自身的功能設(shè)置實(shí)現(xiàn)的，不需要進(jìn)行遠(yuǎn)方控制，直接屬于就地控制方式。遠(yuǎn)方控制根據(jù)配電線路的復(fù)雜程度可以劃分為集中控制形式和分散控制形式兩種，其中的集中控制形式主要指利用SCADA系統(tǒng)根據(jù)FTU采集得到的信息資料進(jìn)行判別，發(fā)出可靠的控制信號(hào)，該方式也可以稱作主從式控制。分散控制形式主要是利用FTU向饋線自動(dòng)化控制系統(tǒng)中相關(guān)開關(guān)控制裝置發(fā)出控制信息，各個(gè)控制裝置根據(jù)接收到的相關(guān)信息進(jìn)行綜合的判別，之后對(duì)開關(guān)裝置進(jìn)行控制。

2.2 饋線自動(dòng)化的控制功能

饋線自動(dòng)化對(duì)于配電線路的控制主要體現(xiàn)在其對(duì)整個(gè)配電線路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，涉及所有配電線路中的主干線和各個(gè)支路上的電壓、電流、有功功率等參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)能夠很好的體現(xiàn)配電線路的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)饋線自動(dòng)化控制還體現(xiàn)在系統(tǒng)對(duì)配電線路中分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等裝置的控制和監(jiān)視，根據(jù)監(jiān)視結(jié)果對(duì)其進(jìn)行控制，其中能夠使用遙控的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程遙控的功能。

饋線自動(dòng)化控制系統(tǒng)的另一個(gè)功能是進(jìn)行配電線路的故障定位，配線線路運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障或者異常時(shí)，控制系統(tǒng)能夠及時(shí)監(jiān)視到，進(jìn)而通過(guò)發(fā)送控制信號(hào)對(duì)故障進(jìn)行隔離或者短接，根據(jù)故障處理情況進(jìn)行負(fù)荷恢復(fù)或者轉(zhuǎn)供等。不同的配電線路出現(xiàn)故障需要采用不同的控制指令，如配電線路中發(fā)生永久性的故障，需要控制系統(tǒng)發(fā)送隔離信息，斷開故障前后部位的開關(guān)；當(dāng)故障發(fā)生在環(huán)網(wǎng)運(yùn)行線路的時(shí)候，需要根據(jù)故障實(shí)際情況完成供電負(fù)荷的轉(zhuǎn)供；及時(shí)對(duì)配電線路中的故障進(jìn)行切除修復(fù)，保證周邊用戶的供電，需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，稱之為重構(gòu)，由饋線自動(dòng)化控制系統(tǒng)自動(dòng)完成；當(dāng)配電線路發(fā)生瞬時(shí)性故障的時(shí)候，一般通過(guò)切斷線路電源就能夠恢復(fù)正常，也可以通過(guò)饋線自動(dòng)化控制系統(tǒng)根據(jù)配電線路的實(shí)際情況完成電力配電的恢復(fù)工作。

3 10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)

3.1 就地智能分布式饋線自動(dòng)化控制

配電線路中能夠直接反應(yīng)線路運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)是電壓和電流，因此通常在配電線路監(jiān)視過(guò)程中取電壓和電流作為判斷線路是否出現(xiàn)故障的依據(jù)，形成了就地智能分布式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)。該技術(shù)能夠根據(jù)線路是否存在過(guò)電流或者欠電壓等情況對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行重新構(gòu)設(shè)，并且應(yīng)用證明聯(lián)絡(luò)開關(guān)安裝位置和線路的分段數(shù)目對(duì)于系統(tǒng)控制參數(shù)的選擇沒(méi)有直接影響，因此進(jìn)行配電線路控制過(guò)程中不需考慮聯(lián)絡(luò)開關(guān)。當(dāng)配電線路采用智能負(fù)荷開關(guān)的時(shí)候，線路各段的控制開關(guān)會(huì)在事先設(shè)定好的功能下相互協(xié)調(diào)工作，自發(fā)的對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的故障進(jìn)行隔離和重構(gòu)，如若配電線路中采用的是斷路器，則與之相連的斷路器等的開關(guān)功能可以自由控制，對(duì)出現(xiàn)的故障快速響應(yīng)處理，對(duì)故障進(jìn)行切斷或隔離，保證正常線路的供電需求。

3.2 重合器方式的就地式饋線自動(dòng)化控制

饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中也可以通過(guò)重合器進(jìn)行配電線路的控制，該種控制方式包括兩種形式，一是重合器與電壓時(shí)間形式，另一種是重合器與過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)形式。重合器與分段器配合使用能夠很好地實(shí)現(xiàn)配電線路的故障診斷、故障查詢、故障定位與故障的隔離等，重合器與電壓時(shí)間形式的饋線自動(dòng)控制系統(tǒng)配合分段器使用過(guò)程中通常采用的是延時(shí)電路，通過(guò)控制電壓值判斷配電線路是否出現(xiàn)故障，分段器使用的是常閉觸點(diǎn)。一旦配電線路中出現(xiàn)故障或者突然停電，就會(huì)出現(xiàn)欠壓現(xiàn)象，分段器開關(guān)就會(huì)瞬間分離，當(dāng)故障檢修完成之后線路分段器就會(huì)再次閉合，通電的過(guò)程中會(huì)使故障周圍的開關(guān)受到感應(yīng)重新閉合，恢復(fù)整個(gè)配電線路的供電。

3.3 主站集中式饋線自動(dòng)化控制

主站集中式饋線自動(dòng)化主要是由主站對(duì)饋線故障的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，緊急控制，圖2給出了一種典型的基于主站的饋線自動(dòng)化控制模式。對(duì)于10kV配電網(wǎng)路的主控部分，配電主站充分利用了較為先進(jìn)的通信技術(shù)進(jìn)行配電線路信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、整理分析、儲(chǔ)存調(diào)用等，實(shí)現(xiàn)了配電線路的自動(dòng)化監(jiān)管。為了更好地發(fā)揮配電主站的監(jiān)視作用，將其與地理信息系統(tǒng)一同應(yīng)用能夠使配電線路的故障定位更準(zhǔn)確，使得整個(gè)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娋€路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)視和控制。

主站集中式饋線自動(dòng)化控制技術(shù)是在通信技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)配電線路的監(jiān)視和控制，其控制的方式是集中控制，將電流保護(hù)和重合閘功能集成在一起，實(shí)現(xiàn)了配電線路故障的快速切斷，適時(shí)隔離，短時(shí)間內(nèi)回復(fù)線路的供電功能。此外需要特別關(guān)注的地方是該控制系統(tǒng)工作過(guò)程中必須對(duì)故障的位置、時(shí)間響應(yīng)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行記錄，對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的統(tǒng)計(jì)分析，提取有用的信息應(yīng)用于配電線路的控制。

圖1 基于主站的饋線自動(dòng)化控制模式

4 結(jié)語(yǔ)

電力電網(wǎng)工程的飛速發(fā)展極大地推動(dòng)了我國(guó)配電自動(dòng)化的進(jìn)步，饋線自動(dòng)化控制系統(tǒng)在配電線路控制中的應(yīng)用，大大提高了配電行業(yè)的工作效率和業(yè)務(wù)水平。不僅為用電客戶的供電提供了重要的保障，同時(shí)也保證了相關(guān)企業(yè)正常生產(chǎn)的用電需求，為配電線路監(jiān)視和控制的自動(dòng)化和智能化提供了重要的技術(shù)支持。