摘要：10kV線路饋線自動(dòng)化和故障定位“二遙”綜合系統(tǒng)是指在配網(wǎng)10kV線路的運(yùn)行管理中將兩種系統(tǒng)的功能結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)定位隔離，具備遙測(cè)遙信功能的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。文章介紹了饋線自動(dòng)化和故障定位“二遙”綜合系統(tǒng)的原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通信方式和主站功能設(shè)計(jì)，并對(duì)該系統(tǒng)的使用效果和效益進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：10kV線路；饋線自動(dòng)化；故障定位；“二遙”綜合系統(tǒng)；配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM773 文章編號(hào)：1009-2374（2015）09-0057-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0784

1 概述

饋線自動(dòng)化系統(tǒng)是在10kV線路上實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視和10kV線路上故障區(qū)段自動(dòng)隔離的自動(dòng)化系統(tǒng)，故障定位系統(tǒng)是通過(guò)故障指示器實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段自動(dòng)定位的自動(dòng)化系統(tǒng)。10kV線路饋線自動(dòng)化和故障定位“二遙”綜合系統(tǒng)是指在配網(wǎng)10kV線路的運(yùn)行管理中將兩種系統(tǒng)的功能結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)定位隔離，同時(shí)具備遙測(cè)遙信功能的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。

我國(guó)的電網(wǎng)實(shí)際情況是，對(duì)高壓輸電網(wǎng)的故障基本可以做到精確定位，對(duì)于配電網(wǎng)則逐漸推廣應(yīng)用基于饋線終端FTU和SCADA配合實(shí)現(xiàn)的故障定位技術(shù)，用于取代基于重合器和分段器的故障定位方式。采用FTU對(duì)線路的故障信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，再經(jīng)過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)到的故障信息輸送至SCADA系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)利用程序設(shè)定的故障定位算法將故障點(diǎn)的范圍定位出來(lái)。

中山供電局在運(yùn)行過(guò)程中在日常工作中對(duì)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)具有較多應(yīng)用，同時(shí)也具有較多的故障定位實(shí)踐。經(jīng)過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)積累，中山供電局發(fā)現(xiàn)在對(duì)于10kV配電線路，由于接線方式復(fù)雜，架空線路與電纜線路同時(shí)存在，尤其是這兩種線路混合構(gòu)成的電網(wǎng)中，單獨(dú)運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)或故障定位裝置，都無(wú)法達(dá)到目前對(duì)運(yùn)行的技術(shù)要求。因此需要將這兩種系統(tǒng)綜合運(yùn)用起來(lái)，開(kāi)發(fā)出一個(gè)“二遙”綜合系統(tǒng)，能將兩種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)都充分發(fā)揮出來(lái)，減少故障點(diǎn)查找時(shí)間，提高運(yùn)行水平。

2 系統(tǒng)工作原理

2.1 10kV饋線自動(dòng)化系統(tǒng)

中山供電局目前的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，是結(jié)合電壓型開(kāi)關(guān)以及電流型開(kāi)關(guān)組成具有較強(qiáng)性能的FTU，基于電源變壓器對(duì)FTU進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)成能夠自動(dòng)斷開(kāi)單相接地故障的自動(dòng)化系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)原理圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)原理圖

根據(jù)圖1可知，若A點(diǎn)發(fā)生相間短路故障，則變電站后天報(bào)接地告警，根據(jù)小電流接地選線裝置確定故障線路，找到A故障點(diǎn)后斷開(kāi)FCB1開(kāi)關(guān)，接地故障告警消失，K1、K2此刻失去電壓。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延時(shí)后FCB1重合閘，而K1則延時(shí)合閘。若A點(diǎn)為瞬時(shí)故障點(diǎn)，則K1合閘于正常線路，線路恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)；若A點(diǎn)為永久性故障，則FCB1迅速斷開(kāi)，K1、K2再次失壓后閉鎖不再合閘。FCB1經(jīng)延時(shí)后再次重合，此時(shí)FCB1至K1段線路恢復(fù)正常供電，K3經(jīng)延時(shí)后合閘，K2至K3段也恢復(fù)正常供電；K1、K2保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，將A故障點(diǎn)與電網(wǎng)相隔離。

2.2 故障定位系統(tǒng)

故障定位系統(tǒng)主要由故障檢測(cè)裝置以及通信模塊構(gòu)成。利用故障檢測(cè)裝置對(duì)10kV線路的電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，判斷出電流是否在正常的大小范圍內(nèi)，還是發(fā)生了接地短路故障。該裝置專門對(duì)零序電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若零序電流超過(guò)整定值，則裝置會(huì)將故障數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示模塊，將故障信號(hào)就地指示出來(lái)。同時(shí)，裝置會(huì)通過(guò)通信通道將監(jiān)測(cè)到的正常電流數(shù)據(jù)以及判斷的故障數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)傳終端，與主站建立通信連接。傳送數(shù)據(jù)每隔固定時(shí)間進(jìn)行刷新和上送，因此系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)故障定位的

功能。

3 設(shè)計(jì)方案

（1）在配網(wǎng)的架空線路上，負(fù)荷開(kāi)關(guān)主要用于分合正常電流，不能分?jǐn)喙收想娏?，此類開(kāi)關(guān)更適合于與變電站內(nèi)的斷路器進(jìn)行配合；（2）在配網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)柜和環(huán)網(wǎng)柜中，操作機(jī)構(gòu)一般沒(méi)有電動(dòng)機(jī)構(gòu)，如果要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，則要重新對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造，具有較大的工作量。因此為了增加可行性，應(yīng)當(dāng)選用功能比較簡(jiǎn)單的故障定位系統(tǒng)；（3）從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，在配網(wǎng)系統(tǒng)中，工作人員一般對(duì)自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)不太熟悉，對(duì)復(fù)雜的自動(dòng)化設(shè)備以及通訊設(shè)備不具有較強(qiáng)的維護(hù)技術(shù)水平。為了降低維護(hù)難度，增加系統(tǒng)可用性，應(yīng)當(dāng)選用較為簡(jiǎn)單的設(shè)備更利于推廣。

綜合上述情況分析，中山供電局目前采取的設(shè)計(jì)方案為：10kV架空線路配置饋線自動(dòng)化系統(tǒng)；全電纜線路配置故障定位系統(tǒng)；對(duì)于架空與電纜相混合的線路，則在架空線部分配置饋線自動(dòng)化，在電纜線路部分配置故障定位系統(tǒng)。將兩個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)綜合起來(lái)后，利用軟件對(duì)數(shù)據(jù)展開(kāi)分析，構(gòu)成一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)故障自動(dòng)定位，并自動(dòng)處理故障的自動(dòng)化系統(tǒng)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖

4 通訊方式及主站功能

4.1 系統(tǒng)通訊方式

綜合系統(tǒng)利用通信模塊與主站建立聯(lián)系。本系統(tǒng)采用GPRS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸送。由于電力系統(tǒng)要做到故障定位，其故障信息傳送的實(shí)時(shí)性要求較高，因此采用APN方式直接接入通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)這樣的方式直接建立一個(gè)分散的設(shè)備與主站之間的專用通行通道，同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)傳送的安全性。

在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通訊終端用GPRS技術(shù)給主站傳輸開(kāi)關(guān)分合狀態(tài)、線路電流數(shù)據(jù)以及線路電壓數(shù)據(jù)。若線路發(fā)生故障，則FTU和變電站內(nèi)的斷路器配合動(dòng)作，將故障點(diǎn)與電網(wǎng)隔離開(kāi)，變電站可以為非故障線路段繼續(xù)供電。非故障段的通訊模塊繼續(xù)向主站提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，故障段的定位裝置則向主站發(fā)送定位信息。主站的后臺(tái)軟件對(duì)收到的數(shù)據(jù)綜合分析處理后，將饋線故障段識(shí)別出來(lái)。

4.2 主站

為達(dá)到日益提高的標(biāo)準(zhǔn)，主站需要具有以下四種功能：（1）采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理的功能。需要采集的數(shù)據(jù)主要包括開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)、各項(xiàng)電流、相電壓以及有功功率等幾個(gè)參數(shù)；（2）定位故障區(qū)間的功能。能夠?qū)C合系統(tǒng)涵蓋范圍內(nèi)的線路故障進(jìn)行定位，并發(fā)送定位信號(hào)，便于維修人員查找；（3）圖形功能。通過(guò)圖形方式指示出故障區(qū)域，并顯示開(kāi)關(guān)的狀態(tài)量；（4）作圖功能。具有作圖工具，對(duì)監(jiān)控圖進(jìn)行繪制，便于工作人員監(jiān)控。

5 應(yīng)用效果和效益

中山供電局在綜合系統(tǒng)取得良好應(yīng)用效果的情況下，開(kāi)展了饋線自動(dòng)化和故障定位“二遙”綜合系統(tǒng)的整合工作，對(duì)1000多條饋線進(jìn)行了10kV線路饋線自動(dòng)化和故障定位“二遙”綜合系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，并順利完成了后臺(tái)主站系統(tǒng)的軟件整合。該系統(tǒng)能夠幫助運(yùn)行人員快速查找故障點(diǎn)，縮短故障隔離時(shí)間，減輕運(yùn)行人員壓力，大幅縮短故障隔離時(shí)間，避免非故障段用戶長(zhǎng)時(shí)間停電，有效提高供電可靠性。對(duì)于架空電纜混合線路，故障查找時(shí)間將更短。

6 結(jié)語(yǔ)

將饋線自動(dòng)化和故障定位系統(tǒng)綜合成一個(gè)“二遙”綜合自動(dòng)化平臺(tái)，可充分發(fā)揮這兩種系統(tǒng)的功能，加快10kV線路的故障查找速度。從實(shí)際運(yùn)行的情況看，該系統(tǒng)功能完善，準(zhǔn)確性和可靠性很高，可減少運(yùn)行人員的故障查找工作量，提高效率，實(shí)用效果良好，適合配網(wǎng)10kV線路實(shí)際，并可為將來(lái)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的進(jìn)一步提高和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：黃智春（1974-），廣東中山人，廣東電網(wǎng)公司中山供電局工程師，研究方向：配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)運(yùn)行、配電線路運(yùn)行及自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）