实现配电网馈线自动化的方式及应用研究论文
摘 要：针对配电自动化系统分层次发展的思路，探讨了馈线自动化技术及其在配电网中的应用，介绍了一种新型的馈线自动化设备及其应用效果。
关键词：配电网；馈线自动化；FTU终端
1 引言
随着经济的发展和人民生活水平的提高，社会对电的需求越来越大，对供电可靠性、经济性要求的不断提高，加之国家为促进经济发展、加大基础建设投资产业政策的出台，给配网自动化技术带来前所未有的发展机遇，配电自动化的实现，将使供电更可靠、为用户服务更全面、人员投入更节省、整个系统操作更有效。
2 配网自动化的发展方向和过程
配电系统及其设备的分布量大面广，配电自动化系统涉及的费用大部分为可遥控操作的开关设备的费用，以及控制系统、数据采集系统和通讯系统的费用。就国情而言，目前还缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础，但配电自动化肯定是今后的发展方向。
为了实现配电自动化应充分考虑本地区社会经济的发展水平，根据配网的实际情况及远景规划，在经济能力能够承受的范围内运作，有目的地进行城网改造，分阶段投资和分阶段实施配电自动化，并使各配电自动化子系统最终有可能构成一个健全的配电自动化大系统。
3 实现馈线自动化方式的选择
长期以来，由于我国10kV线路以架空线路为主，因此在配网改造的工作中，实现10kV架空线路的馈线自动化是首要任务。
当前国内外电网中常采用的馈线自动化系统有两种: 一种是采用配电自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统; 另一种为基于馈线终端设备（FTU）的馈线自动化系统。
（1）基于馈线终端设备（FTU）的馈线自动化系统是以计算机和通信网络为基础的馈线终端设备（FTU）的馈线自动化系统。该系统所需的主要设备为FTU、通信网络区域工作站、配电自动计算机系统。它的主要优点集中体现在: ①故障时隔离故障区域，正常时监控配网运行，可优化运行方式，实现安全经济运行;②恢复健全区域供电时，可以采取安全和最佳措施; ③可以和GIS等联网，实现全局信息化。该系统的主要缺点是结构复杂、建设费用高，同时还需要建设通信网络。
（2）基于配电自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统关键设备为重合器和分段器。重合器是一种自具控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开断和重合顺序自动开断和重合操作，并在其后自动复位或闭锁。分段器是一种与电源侧前级开关配合，在失压或无电流情况下自动分闸的开关设备。
对于电网架空配电线路，架空线路故障的80%是瞬间故障，采用重合器隔离瞬间故障，能大幅度提高供电可靠性；由于强电的危险性，线路发生故障时，希望现场问题就地解决，不宜扩大，减少人为复杂化；重合器的智能化程度高，使供电网络能独立运行，不依赖于通信系统、主站系统，同时可以统一规划，分步实施；由于故障多发生在分支线低压台区，支线可以用智能分段器与干线重合器保护配合，重合闸是在发生瞬间故障后迅速排除故障并恢复供电的有效手段。
基于自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统的主要优点是结构简单，建设费用低，不需要建设通信网络，不存在电源提取问题。虽然存在着诸如: 仅在故障时起作用，正常运行时不能起监控作用，不能优化网络运行方式；多次重合，对设备冲击大等缺点。但它因较低的建设成本和方便的维护措施，却能实现馈线的'自动化,同时满足网络经济性和供电的可靠性，不失为着眼于发展、立足长远直接实现馈线自动化的最佳系统。
4 配网自动化系统类型的选择
目前，国内在配网自动化系统的应用上大致分为两大类型：一类是电压型系统，一类是电流型系统。两个系统各有优缺点。这里着重分析电压型系统应用于配电网的基本出发点。
（1）从10kV配电网运行方式上来看，因为我国10kV系统目前多为中性点不接地系统，较适合采用电压式设备，将其应用于10kV架空线的配电自动化系统较为合适；
（2） 从电力系统运行可靠性方面来看，电压型系统的优点较为突出。
①从杆上设备的故障判断方式来看，电压型设备仅需根据配电线路的电源有无来进行判断，而电流型设备用RTU则要求开关CT配合来判断故障电流的位置和方向，RTU自身的故障判据需要根据分段区间的负荷变化来整定，这对负荷经常变化的配电网来说，是相当麻烦的；
②从杆上设备的维护来看，电压型设备工作电源取自线路，不需要额外提供；而电流型设备RTU虽然也可用电源变压器作为正常时的供电电源，但在线路故障时，必须依靠蓄电池供电，才能保证通信的正常进行。蓄电池需要定期维护检查，这使得系统一次设备的免维护性大大降低；
③从线路的恢复供电方式来看，电压型系统虽然由于采用逐级投入的方式，使开关动作次数增多，在缩短停电时间上不如电流型设备，但在实际应用时，因断路器重合，分段开关逐级的投入，可以有效地避免线路因涌流而引起断路器的误动作。
5 电压型馈线自动化系统的方案
架空配电系统用以电压型馈线自动化为基础的配电自动化系统可分为3个阶段实现。
第一阶段，架空线路用馈线自动化设施由同杆架设的杆上真空自动配电开关(PVS)、具有故障诊断功能的远方终端单元(RTU)和电源变压器(SPS)组成。
电源变压器从线路两侧采集配电线路上的电压，以作为开关电源和用于故障检测判断的检测信号，利用RTU自身所具有的智能化检测功能，可与开关设备配合，共同完成故障区段的隔离、非故障区段的恢复供电，并且利用站内故障区段指示设备，通过计算站内断路器合分闸时间，判断出故障区段并通知运行人员检修。
这一阶段的特点是：无需通信系统，利用杆上设备自身智能化功能就能够独立完成架空系统配电自动化的基本功能。这一阶段的完成，可减少停电区间，缩短停电时间，提高供电可靠性，实现了馈线自动化的基本功能。
为了使配电自动化再上一个台阶，以提高供电可靠性、改进供电质量、实现优秀的电力信息管理、为用户提供完善的服务、降低运行费用和运行人员劳动强度为目标,在完成了第一阶段的基本功能后，实现以遥测、遥控自动化为纽带的计算机管理配电自动化，是配电自动化的更高层次的发展。在此阶段中，作为联系杆上设备和站内全面计算机管理中间环节的遥测、遥控自动化阶段，起到了承上启下的重要作用。
6 应用实例和效果
我局在某供电所区域建成4条馈线自动化线路，安装馈线自动化装置21台，可隔离馈线相间故障和单相接地，能自动隔离故障段，并且恢复非故障段的供电，实现了馈线自动化。自2005年12月开始运行至今，共发生26起瞬间短路故障，全部重合成功；已成功隔离永久性短路故障5起，永久性单相接地故障2起。馈线自动化的应用，能大大缩短发生故障时的停电时间和恢复送电的时间，迅速、准确地掌握事故状况，锁定故障区域，大大缩短故障查巡时间，并把故障影响的客户数减至最少；通过自动故障区间隔离和非故障区间的供电恢复或负荷转移，大大减少了因故障停电造成的电量损失，具有良好的经济效益。
7 结束语
本文探讨有关配电自动化的一些基本模式，还讨论了实现配电自动化所需的基本技术条件，实现配电自动化所需的基本经济评估的思路，此外，还提出了不依赖通信方式的馈线自动化的思路，并对应用效果进行了总结和评价。
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