浅谈配网自动化典型应用模式

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摘要：随着国家电网对智能电网建设的重视程度越来越高，配电网自动化运行水平的高低直接关系到配电网智能化水平。现农配网改造已基本完成，一次网架的强壮必然要求提高配电网自动化运行水平，并实现配电管理现代化。我国配网自动化系统正是在这一背景下逐步发展起来的。

本文主要分析论述配网自动化系统的典型模式，即：配电网故障定位系统、分布式智能馈线自动化和基于主站的配网自动化系统，以期望对配网自动化建设提供依据。

关键词 配电自动化 ；主站；终端；故障；馈线自动化；

中图分类号： TM6文献标识码： A

1引言

目前国内中压配电网主要指10 kV电压等级，10 kV线路由于数量多、分布面广、运行环境复杂，尤其是架空裸导线受气候等因素影响较大，经常发生单相接地故障或短路以及断线故障，中断对电力用户的供电，直接影响用户的生产和生活。

随着经济发展以及人民生活水平的提高，电力用户对供电可靠性的要求越来越高，10kV中压电网的可靠运行是电网可靠性考核的重要指标。据统计，因电网故障而导致的停电占整个停电时间的80%以上，其中由于线路故障而导致的停电达到60%以上，由于配电网分布面广，情况复杂，配电网故障占有较大比重。在配电网故障处理中，查找故障的时间占整个故障处理时间的70%～90%，由于线路的互联以及电源布点较多，配电线路呈现网状结构，而不是原来的单辐射拓扑结构。在发生故障后采用人工巡线方式，存在故障区段定位困难、抢修流程不科学等问题，不仅耗费大量的人力物力，而且还延长了停电时间，影响供电可靠性。

因此，选择一种切实可行的配电网自动化系统对配电网运行管理非常重要。

2配电网故障定位系统

配电网故障定位系统是通过安装故障指示器或故障短信报警装置，在配电线路发生故障时，相关人员通过人工巡视或根据上报的故障短信息，确定故障区域，该系统仅仅在故障时起作用。

配电网故障定位系统的基本模式的组成如图1所示（图中圆圈表示故障指示器，它仅具有在流过故障电流时反转变色的功能，它本身不具备远方数据通信功能，但可与 数据转发装置配合使用）

线路发生故障时，故障路径上的故障指示器翻牌动作变色，而其余故障指示器不变色，从而可以判断出故障发生区域。

如果是配置了带通信故障指示器，可以将故障信息通过数据转发装置上报到主站，根据这些信息可以判断出故障发生的区域。并以短信的方式发送给运检人员。

与不带通信模式相比，扩展模式不必到现场巡示就可确定故障区域，大大提高了抢修速率。

3分布式智能馈线自动化

分布式智能馈线自动化不需要主站，通过自动化开关设备相互配合或采用“面保护”等措施，在配电线路发生故障时，实现故障区域自动判断和隔离，并自动恢复受故障影响的健全区域供电的系统。

分布式智能馈线自动化一般分为两种典型模式，即基于自动化开关设备相互配合馈线自动化模式和“面保护”模式。有4种典型的基于配网自动化开关设备相互配合馈线自动化模式：即重合器和重合器配合模式、重合器和电压-时间型分段器配合模式、重合器和过流脉冲计数型分段器配合模式和“合闸速断”模式。

“面保护”模式是一种发生在故障时通过相邻开关的智能控制器间的相互通信实现开关配合，跳开故障区域周围的开关，实现故障隔离并确保健全区域正常供电的技术。

图2

以图2所示的配电网为例论述故障的处理过程（图中的矩形框表示开关、其中红色代表合闸、绿色代表分闸，每台开关分别和相应的面保护终端设备（FTU）相连，下面的数字为其编号）

分段开关处的FTU具有速断保护功能，当速断保护启动后，FTU 立刻向其上游相邻FTU 发送分闸闭锁报文、向其下游相邻FTU发送分闸报文；若速断保护启动且延时时间已到，或收到分闸报文，并且没有收到分闸闭锁报文，则FTU控制相应的开关分闸；若收到分闸闭锁报文，则FTU无论什么情况也不使开关分闸。联络开关处的FTU在开关一侧失压并且未收到分闸报文的情况下，经过一段时间延时后合闸，若收到分闸报文，则即使一侧失压后延时时间到也不合闸。

假设故障发生在开关B和H之间，则B检测到故障电流而启动速断保护。同时，B向与其上游相邻的A发出分闸闭锁报文、向与其下游相邻的H发出分闸报文；A向与其下游相邻的B发出分闸报文。B和H随即立刻驱动相应的开关分闸，A因收到分闸闭锁报文而维持相应的开关处于合闸状态这样最终隔离了故障区段，恢复了受故障影响的健全区段供电。

基于自动化开关设备相互配合馈线自动化模式和“面保护”模式都可以进一步扩展，建设主站和通信网络，实现主站与终端设备（包括重合器、电压时间型分段器、过流脉冲记数型分段器、“合闸速断”控制单元和“面保护”终端设备）间的通信，并具有遥信、遥测和遥控等功能。

4基于主站的配网自动化系统

本系统是由终端设备和主站计算机系统，并借助通信手段组成。在配电网正常运行时，实时监视配电网的运行情况并进行远方控制（遥控）；在配电网发生故障时，自动判断故障区域并通过遥控隔离故障区域和恢复受故障影响的健全区域供电的系统。

主站配电自动化系统的监控对象主要包括：中压馈线开关、中压开闭所、配电网进线和重要配电变压器等。

第一层为现场设备层，主要为馈线终端单元（FTU）、配变终端单元（TTU）和远动终端单元（RTU）等构成，这些设备统称为配电自动化终端设备。在柱上开关处安装馈线终端单元（FTU），完成对柱上开关的监控。

第二层为配电自动化主站，应采用统一平台、统一数据处理模块和数据服务模块，建立并维护数据库；人机界面模块包括：SCADA 模块、地理信息模块和高级应用模块，用来将数据处理模块和数据服务模块加工后的数据以较好的方式展现给用户，并处理用户的输入操作命令；通过数据软总线建立数据处理模块和数据服务模块与人机界面模块间的联系。具有较高的性能价格比。

5结束语

本文对配网自动化的几种模式做了介绍与分析。配电网自动化系统的建设，应根据负荷密集程度、负荷重要性、经济发达程度、发展趋势、售电收入等，科学地选择恰当的模式。

参考文献：

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2、苏胜新，熊伍泉,吴福保,李延满,李天阳;农村配电自动化建设模式[J];电力系统自动化;2002年21期

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4、魏永胜;;配电自动化系统构造模型分析——集SCADA、馈线自动化、配电管理自动化功能于一体[J];山西煤炭管理干部学院学报;2008年01期

5、何泽泉;国内配电自动化系统应用[J];广东输电与变电技术;2003年03期

6、关长余;配电网馈线自动化方案的比较分析与应用研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

7、杨如康;夏肇元;;配网自动化系统的应用分析[A];2010年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C];2010年

作者简介

文怀财 1984年2月8日生，男 2008年至今在农配网建设岗位工作