下载文档原格式
TECHNOLOGY AND INFORMATION146 科学与信息化2023年9月下如何在配电网自动化中实现馈线自动化张天娇1 周良涛21. 国网西安供电公司 陕西 西安 710032；2. 国网西安市鄠邑区供电公司 陕西 西安 710300摘 要 作为配电系统中的构成要件，馈线的用途是对故障进行识别、隔离，以及对供电网络予以重组。
馈线自动化建设，能够彰显配电网在电能传输方面的最大作用。
因此，推进馈线自动化建设很有必要。
本文分析了配电网馈线自动化技术情况和相关要求，探讨了实现馈线自动化的关键技术和需注意的问题，旨在提升馈线自动化水平，满足社会生产、居民生活的用电需求。
关键词 配电网；馈线自动化；技术How to Achieve Feeder Automation in Power Distribution Network Automation Zhang Tian-jiao 1, Zhou Liang-tao 21. State Grid Xi’an Power Supply Company, Xi’an 710032, Shaanxi Province, China;2. State Grid Xi’an Huyi District Power Supply Company, Xi’an 710300, Shaanxi Province, ChinaAbstract As a component of the power distribution system, the feeder is intended to identify and isolate faults, and reorganize the power supply network. The construction of feeder automation can highlight the maximum role of the power distribution network in electric power transmission. Therefore, it is necessary to promote the construction of feeder automation. This paper analyzes the technical situation and related requirements of feeder automation in power distribution network, discusses the key technologies and issues that need attention to realize feeder automation, and aims to improve the level of feeder automation and meet the electricity needs of social production and residents’ living.Key words power distribution network; feeder automation; technology引言配电系统及其设备分布十分宽泛，配电自动化必将成为电力行业的主流方向。
水电工程Һ㊀配网馈线自动化的研究与优化周㊀燕摘㊀要：配网是电力系统 发输变配用 各环节中最接近用户的一环，其运行情况直接影响用户的用电可靠性㊂根据相关部门的研究，国内用户遭受停电的原因中占比最大的是配网的故障㊂发达国家在实践中发现，在技术上提高供电可靠性最有效的方法是建设配网自动化㊂其中，馈线自动化是配网自动化的核心，在隔离故障线路㊁快速恢复非故障线路供电方面发挥着不可替代的作用㊂因此，文章对配网馈线自动化进行相关研究与优化㊂关键词：配网；馈线；自动化一㊁配网馈线自动化的功能配电网自动化是一个功能齐全的庞大系统，馈线自动化是其中的一个子系统，但根据电网的实际情况，馈线自动化系统也可以在配电网中独立存在，目前，我国许多城市配网都已经实现了独立的配电网馈线自动化系统㊂馈线自动化系统的主要功能：①配电网运行状态监测㊂对运行状态的监测分为两种：一种是正常状态的监测，实时监测电网中各线路的电流情况；另一种是事故状态的监测，及时发现配网中发生的故障㊂②配电网故障定位及处理㊂在配网线路发生故障时，馈线自动化系统会及时隔离故障点，恢复无故障线路的供电㊂二㊁配网馈线自动化的实现形式馈线自动化系统常见有两种实现形式：一种是集中型馈线自动化；另一种是就地型馈线自动化㊂而就地型的众多子类中，又以重合器型馈线自动化较为常见㊂集中型馈线自动化的 集中 是指配网主站与配网终端相互配合，终端信息通过通信系统上传到主站，主站通过收到的信息综合判断故障区间，并结合实际网架㊁负荷情况进行故障隔离㊂以典型的馈线结构为例对动作过程进行说明㊂变电站Ａ通过站内ＣＢ１出线开关对馈线供电，馈线沿线设Ｆ１㊁Ｆ２㊁Ｆ３３个分段开关；变电站Ｂ通过站内ＣＢ２出线开关对馈线供电，馈线沿线设Ｆ６㊁Ｆ５㊁Ｆ４３个分段开关；Ｆ３与Ｆ４间设联络开关Ｌ１，正常运行时在分位㊂假设Ｆ２㊁Ｆ３之间线路发生故障，由于此线路由变电站Ａ供电，故障电流将流过Ｆ１㊁Ｆ２开关，对应终端发出故障告警，而Ｆ３没有故障电流通过，不发出故障告警信号㊂此时变电站继电保护跳闸跳开ＣＢ１，而馈线自动化主站将根据收到的故障告警判断故障位于Ｆ２和Ｆ３之间，根据策略自动分开Ｆ２㊁Ｆ３开关隔离故障点，再将出线开关ＣＢ１㊁联络开关Ｌ１合闸，完成非故障区域恢复㊂在此过程中，集中型馈线自动化既可全自动地执行上述故障处理步骤，又可以切换至半自动状态，仅做提示，相应的分合闸操作由运维人员手动完成㊂三㊁配网馈线自动化的优化策略（一）优化馈线自动化调试模式集中型馈线自动化投入运行前，对相关功能的调试正常是必要的㊂由上述实现方式可知，由于集中型馈线自动化是一个联系紧密的整体，对装置对时㊁通信㊁配合都有较高的要求，因此若采取调试的方式，制订的方案往往十分复杂，对于人员㊁设备的要求较高，测试耗时也较长，测试效率较低，从而影响了集中型馈线自动化的投入㊂调试的目的有以下三点：第一，配电终端功能检查，验证对故障感应及报送的正确性㊁响应遥控操作指令的可靠性；第二，检查终端与主站的通信连接是否正常；第三，主站配置的网络拓扑是否符合现场实际㊂现行建设模式下，可将整体调试拆分成子任务，形成更优化的调试策略：①通过配电终端的厂内调试验证装置的功能；②通过现场联调验证通信通道的可用性；③在前两步均正确无误的情况下，在配电主站仿真态下开展主站相关配置的测试㊂应用这种策略，既保证了系统投运前能开展各项测试，又能减少现场调试的人力物力投入㊂（二）优化集中型馈线自动化与继电保护的配合模式馈线自动化与配电网继电保护功能上有重合的地方，但无法相互取代㊂集中型馈线自动化适用于配网主干线，但是配网中线路分支极多且无规律，若要全部覆盖，首先策略配置的困难程度将大幅增加，其次对相应的终端设备的运维工作量也将大大增加，经济性上不可取㊂因此，在支路上需要做好和继电保护的配合，共同提高配网运行的稳定性㊂在部署了集中型馈线自动化的范围内，可采取如下优化策略：①集中型馈线自动化应用在主干线，干线路径上采用负荷开关㊂②分支或分界开关采用断路器，投入过流保护，且过流保护的延时短于变电站出线开关的动作延时㊂此时，若分支发生故障，对应的分支断路器将跳闸将故障隔离，避免影响主干线；而在主干线发生故障时，则由变电站出线开关跳闸，通过自动化测量隔离故障㊂（三）优化就地型馈线自动化定值设置由就地型馈线自动化的实现原理可知，其对延时配合的要求较高，时序配合失误将可能造成事故处理失误㊂在设定各级负荷开关动作时序时，应按以下原则进行优化：①同一个时刻只能有１台开关合闸；②先满足主线，后考虑支线；③多分支时，优先考虑靠近电源点的支线；④多分支并列时，优先考虑主分支㊂四㊁结语实现馈线自动化是提高配电网供电可靠性的关键步骤，对于提高供电企业服务质量与用户满意度有非常积极的意义㊂在馈线自动化建设过程中，要提高调试效率，注意与保护系统之间的配合，实现馈线自动化的最佳效益㊂参考文献：［１］雷杨，汪文超，宿磊，等．湖北配电网馈线自动化部署方案研究［Ｊ］．湖北电力，２０１７，４１（１１）：３９－４３．［２］陈飞宇，欧方浩．１０ｋＶ配电线路馈线自动化［Ｊ］．农村电气化，２０１８（６）：２８－３２．［３］张大勇．时间电压型馈线自动化实施探讨［Ｊ］．贵州电力技术，２０１５，１８（５）：７９－８１．作者简介：周燕，国网江苏省电力有限公司盱眙县供电分公司㊂７０２。
配电网馈线自动化技术及其应用随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，电力需求量也越来越大，为了满足人们对电力的需求，电力系统必须不断进行升级和改造。
在电力系统中，配电网是连接输电网和用户的关键环节，其运行状态直接关系到用户用电质量和电网的安全稳定运行。
为了提高配电网的运行效率和可靠性，配电网馈线自动化技术应运而生。
本文将结合实际情况，对配电网馈线自动化技术及其应用进行介绍。
一、配电网馈线自动化技术概述配电网馈线自动化技术是指通过先进的电力信息技术，实现对配电网馈线设备和线路的自动化监控、控制和保护，从而达到提高配电网运行效率、降低故障率和提高供电可靠性的目的。
配电网馈线自动化技术的基本组成包括智能终端设备、通信网络和上位监控系统。
智能终端设备负责对配电网的实时监测和控制，通信网络负责实现智能终端设备之间的信息交换和连接上位监控系统，上位监控系统则负责对配电网的运行状态进行监控、分析和调度。
通过这一整套系统，可以实现对配电网的全面自动化管理和控制。
配电网馈线自动化技术主要包括以下几个方面的内容：一是自动化配电设备的应用，包括自动化开关、自动化保护装置等；二是智能化监控系统的建设，包括智能终端设备和上位监控系统；三是通信网络的建设，包括各种通信设备和通信协议；四是配电网络智能化协调调度系统的建设，包括远程监控、故障定位和故障隔离等技术；五是应急决策与保障系统的建设，包括配电网应急决策支持系统和保障措施。
1. 配电网智能化监控系统智能终端设备是配电网智能化监控系统的核心组成部分，它可以对配电设备进行实时监测和控制。
通过智能终端设备，可以实现对配电设备的远程调控、实时监测、故障定位和故障隔离等功能，从而提高配电网的运行效率和可靠性。
智能终端设备还可以对配电线路进行故障诊断和在线监测，保障用户的安全用电。
2. 通信网络建设通信网络是配电网馈线自动化技术的重要支撑，它可以通过各种通信手段实现配电设备之间的信息交换和连接上位监控系统。
阐述配电网自动化（DA）技术的三种模式从2008年开始，中山供电局统筹配电网规划、建设和改造工作，按照“三分”原则（配电网络结构“分区”、配电网络结构“分层”、公用线路和用户设备管理“分界”）对配电网架构进行调整和优化。
解决了10kV电网结构较为薄弱、转供能力差、环网结构不合理等问题，形成了较为简单合理的环网结构，大幅提高了配网线路的环网率，为配网自动化（DA）的顺利实施奠定基础。
1 主站集中型DA模式（基于光纤通信方式）主站集中型DA是馈线自动化普遍采用的模式，在配电房或环网箱安装配电终端，并建设可靠有效的通信网络将配电终端与主站系统相连，通过信息收集和遥控命令由主站系统集中进行故障判别和隔离。
1.1 应用介绍中山供电局在中心城区使用光纤通信方式建设三遥配电终端，实现“三遥+故障隔离”功能。
主站集中型DA采用“主站—终端”的两层结构，在就近的变电站使用通信子站汇聚各配电终端的光纤通道，以减少重复投资；同时配网主站系统与主网EMS系统实现互联，通过数据转发方式获取变电站内开关位置及保护信息。
当线路发生故障时，各终端设备检测到馈线有故障电流，集中上传到主站，由主站系统根据故障信息、拓扑结构，结合变电站的保护动作、开关跳闸信息，综合分析并确定故障类型和故障区段。
主站集中型DA可以闭环或者开环运行，当采用闭环运行方式时，由主站系统根据最优处理方案直接发遥控命令进行故障隔离和恢复非故障区段供电，从而减小停电面积和缩短停电时间；当采用开环运行方式时，主站系统仅提供一个以上的处理方案供调度员参考，辅助调度员进行决策和遥控操作，达到快速隔离故障和恢复供电的目的。
1.2 故障处理分析2 架空线路就地型DA模式（基于重合器-分段器）基于重合器-分段器的就地型DA是通过开关设备的相互配合来实现线路故障的自动隔离和恢复供电，其模式通常有三种：重合器与重合器配合模式、重合器与电压-时间型分段器配合模式以及重合器与过流脉冲计数型分段器配合模式。
如何在配电网自动化中实现馈线自动化摘要：近年来，配电网自动化发展迅速，馈线自动化作为重要支撑技术，其应用情况直接关系到整个配网的运行。
基于此，合理布置馈线自动化技术方案，提高其运行水平，对于保证配电网的安全可靠性具有重要意义，本文围绕此展开具体分析。
关键词：配电网自动化；馈线自动化；作用；控制方式；故障分析引言随着国民经济的高速发展，我国人民的生活水平也日渐提高，各种家用电器已经成为人们生活的必需品，相对应对供电的需求也越来越高。
近年来，科学技术的发展推动了电力传输技术的革新，尤其是配电网馈线自动化技术的应用，有效的提升了电力供应的质量。
1馈线自动化简介配电网馈线自动化是指利用自动化装置或系统，远方实施监视配电线路（馈线）的运行状态（包括馈线的电流、电压、开关状态），及时发现线路故障，并迅速诊断出故障区域，通过远方操作开关失效故障区域的隔离以及恢复非故障区域的供电。
馈线自动化系统的功能还包括在馈线过负荷时，可对系统进行切换操作及统计事故事件和开关动作次数、记录负荷、累计分析供电可靠性。
2馈线自动化的作用2.1减少停电时间，提高供电可靠性。
城市供电网的发展是采用环网“手拉手”供电方式并用负荷开关将线路分段，利用馈线自动化系统实现故障段的自动隔离，即无故障区段自动恢复供电，可缩小故障停电范围，减少用户停电时间。
2.2降低网损，提高供电质量。
馈电自动化系统可以实时监视线路电压的变化，自动调节变压器的输出电压或分段投切无功补偿电容器组，保证用户电压满足要求，实现电压合格率指标。
2.3实现状态检修，减少配电网运行和维护费用。
馈线自动化系统可对配电系统及设备运行状态进行实时监控，可以有目的地适时安排检修，减少检修的盲目性。
3控制方式3.1分布就地控制在该方式中，主要有两种方法：第一，使用分段器以及重合器。
这是在配电自动化初步发展、通信技术还并不发达时期所使用的方式，如在架空环网中，电站在出线方面使用的为重合器，而其他柱上开关则为分段器。
浅谈馈线系统保护下的配电网自动化摘要：配电自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，通信技术是配电自动化的关键。
本文讨论了配电网馈线保护的发展过程，提出了配电网馈线保护的未来发展趋势。
关键词：馈线保护技术配电网自动化发展趋势
一、引言
目前，我国配电自动化进行了较多试点，由配电主站、子站和馈线终端构成的三层结构已得到普遍认可，光纤通信作为主干网的通信方式也得到共识。
馈线自动化的实现也能够完全的建立在光纤通信基础上，这使得馈线终端能够快速地彼此通信，共同实现具有更高性能的馈线自动化功能。
二、配电网馈线保护的技术现状
电力系统由发电、输电和配电三部分组成。
发电环节的保护集中在元件保护，其主要目的是确保发电厂发生电气故障时将设备的损失降为最小。
输电网的保护集中在输电线路的保护，其首要目的是维护电网的稳定。
配电环节的保护集中在馈线保护上，配电网不存在稳定问题，一般认为馈线故障的切除并不严格要求是快速的。
不同的配电网对负荷供电可靠性和供电质量要求不同。
许多配电网仅是考虑线路故障对售电量的影响及配电设备寿命的影响，尚未将配电网故障对电力负荷（用户）的负面影响作为配电网保护的目的。
随着我国经济的发展，电力用户用电的依赖性越来越强，供电
可靠性和供电电能质量成为配电网的工作重点，而配电网馈线保护的主要作用也成为提高供电可靠性和提高电能质量，具体包括馈线故障切除、故障隔离和恢复供电。
具体实现方式有以下几种：（1）重合器方式的馈线保护
实现馈线分段、增加电源点是提高供电可靠性的基础。
重合器保护是将馈线故障自动限制在一个区段内的有效方式。
当重合器r 位于线路首端，该馈线由a、b、c三个分段器分为四段。
当ab区段内发生故障f1，重合器r动作切除故障，此后，a、b、c分段器失压后自动断开，重合器r经延时后重合，分段器a电压恢复后延时合闸。
同样，分段器b电压恢复后延时合闸。
当b合闸于故障后，重合器r再次跳开，当重合器第二次重合后，分段器a将再次合闸，此后b将自动闭锁在分闸位置，从而实现故障切除、故障隔离及对非故障段的恢复供电。
目前在我国城乡电网改造中仍有大量重合器得到应用，这种简单而有效的方式能够提高供电可靠性。
该方案的缺点是故障隔离的时间较长，多次重合对相关的负荷有一定影响。
（2）传统的电流保护
过电流保护是最基本的继电保护之一。
考虑到经济原因，配电网馈线保护广泛采用电流保护。
配电线路一般很短，由于配电网不存在稳定问题，为了确保电流保护动作的选择性，采用时间配合的方式实现全线路的保护。
常用的方式有反时限电流保护和三段电流保护，其中反时限电流保护的时间配合特性又分为标准反时限、非
常反时限、极端反时限和超反时限。
这类保护整定方便、配合灵活、价格便宜，同时可以包含低电压闭锁或方向闭锁，以提高可靠性；增加重合闸功能、低周减载功能和小电流接地选线功能。
电流保护实现配电网保护的前提是将整条馈线视为一个单元。
当馈线故障时，将整条线路切掉，并不考虑对非故障区域的恢复供电，这些不利于提高供电可靠性。
另一方面，由于依赖时间延时实现保护的选择性，导致某些故障的切除时间偏长，影响设备寿命。
（3）馈线自动化馈线保护
配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制，同时也实现了馈线保护。
馈线自动化的核心是通信，以通信为基础可以实现配电网全局性的数据采集与控制，从而实现配电scada、配电高级应用（pas）。
同时以地理信息系统（gis）为平台实现了配电网的设备管理、图资管理，而scada、gis和pas的一体化则促使配电自动化成为提供配电网保护与监控、配电网管理的全方位自动化运行管理系统。
这种基于通信的馈线自动化方案以集中控制为核心，综合了电流保护、rtu遥控及重合闸的多种方式，能够快速切除故障，在几秒到几十秒的时间内实现故障隔离，在几十秒到几分钟内实现恢复供电。
该方案是目前配网自动化的主流方案，能够将馈线保护集成于一体化的配电网监控系统中，从故障切除、故障隔离、恢复供电方面都有效地提高了供电可靠性。
同时，在整个配电自动化中，可以加装电能质量监测和补偿装置，从而在全局上实现改善电能质量
的控制。
（4）系统保护动作速度及其后备保护
为了确保馈线保护的可靠性，在馈线的首端ur1处设限时电流保护，建议整定时间内0.2秒，即要求馈线系统保护在200ms内完成故障隔离。
在保护动作时间上，系统保护能够在20ms内识别出故障区段信息，并起动通信。
光纤通信速度很快，考虑到重发多帧信息，相邻保护单元之间的通信应在30ms内完成。
断路器动作时间为
40ms~100ms.这样，只要通信环节理想即可实现快速保护。
（5）馈线系统保护的优点
馈线系统保护在很大程度上沿续了高压线路纵联保护的基本原则。
由于配电网的通信条件十分理想。
在此基础之上实现的馈线保护功能的性能大大提高。
馈线系统保护利用通信实现了保护的选择性，将故障识别、故障隔离、重合闸、恢复故障一次性完成，具有的优点是：快速处理故障，不需多次重合；快速切除故障，提高了电动机类负荷的电能质量；直接将故障隔离在故障区段，不影响非故障区段；功能完成下放到馈线保护装置，无需配电主站、子站配合。
三、馈线保护的发展趋势
目前，配电自动化中的馈线自动化较好地实现了馈线保护功能。
但是随着配电自动化技术的发展及实践，对配电网保护的目的也在悄然发生变化。
最初的配电网保护是以低成本的电流保护切除馈线
故障，随着对供电可靠性要求的提高，又出现以低成本的重合器方式实现故障隔离、恢复供电，随着配电自动化的实施，馈线保护体现为基于远方通信的集中控制式的馈线自动化方式。
在配电自动化的基础上，配电网通信得到充分重视，成本自动化的核心。
目前国内的主流通信方式是光纤通信，具体分为光纤环网和光纤以太网。
这种实现方式实质上是在自动装置无选择性动作后的恢复供电。
如果能够解决馈线故障时保护动作的选择性，就可以大大提高馈线保护的性能，从而一次性地实现故障切除与故障隔离。
这需要馈线上的多个保护装置利用快速通信协同动作，共同实现有选择性的故障隔离，这就是馈线系统保护的基本思想。
继电保护的发展经历了电磁型、晶体管型、集成电路型和微机型。
微机保护在拥有很强的计算能力的同时，也具有很强的通信能力。
通信技术，尤其是快速通信技术的发展和普及，也推动了继电保护的发展。
系统保护就是基于快速通信的由多个位于不同位置的保护装置，共同构成的区域型广域保护。
电流保护、距离保护及主设备保护都是采集就地信息，利用局部电气量完成故障的就地切除。
线路纵联保护则是利用通信完成两点之间的故障信息交换，进行处于异地的两个装置协同动作。
近年来出现的分布式母差保护，则是利用快速的通信网络实现多个装置之间的快速协同动作；如果由位于广域电网的不同变电站的保护装置共同构成协同保护，则很可能将继电保护的应用范围提高到一个新的层次。
这种协同保护不仅可以改进保护间的配合，共同实现性
能更理想的保护，而且可以演生:基于继电保护相角测量的稳定监控协作系统，基于继电保护的高精度多端故障测距以及基于继电保护的电力系统动态模型及动态过程分析等应用领域。
四、结语
目前，在输电网中已经出现了基于gps的动态稳定系统和分散式行波测距系统。
在配电网中，伴随着配电自动化的开展。
建立在快速通信基础上的系统保护是继电保护的发展方向之一。
随着配电网改造的深入及配电网自动化技术的发展，系统保护技术将在配电网中率先得以应用。
参考文献：
[1]林功平.配电网馈线自动化解决方案的技术策略[j].电力系统自动化，2001，25（4）.
[2] 孙福杰，王刚军，李江林.配电网馈线自动化故障处理模式的比较及优化[j].继电器，2001，29（8）.。
