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內(nèi)蒙古石油化工　　　　　　　　　　2012年第15期　

10kV

配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)分析及應(yīng)用

葛樹(shù)國(guó),沈家新

(佛山市順德電力設(shè)計(jì)院有限公司,廣東佛山　528300)

　　摘　要:本文介紹了10kV配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的控制方式及應(yīng)用,饋線自動(dòng)化的典型控制技術(shù)方案,著重對(duì)饋線自動(dòng)化控制技術(shù)方式進(jìn)行了分析比較,對(duì)就地式饋線自動(dòng)化重合器方式、智能分布式控制方式,以及主站監(jiān)控式、子站監(jiān)控式的集中式饋線自動(dòng)化作了詳細(xì)的論述,總結(jié)了各種饋線自動(dòng)化技術(shù)方案在不同供電區(qū)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:饋線自動(dòng)化;控制技術(shù);控制方式;就地控制;遠(yuǎn)方控制;分布式智能控制

　　中圖分類號(hào):TM246+.5　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A　　文章編號(hào):10067981(2012)15009603　　饋線自動(dòng)化控制是指在正常情況下,遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控饋線分段開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),并實(shí)現(xiàn)線路開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)方合閘和分閘操作,在故障時(shí)獲取故障記錄,并自動(dòng)判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域供電。

1　饋線自動(dòng)化的控制方式及功能1.1　控制方式

饋線自動(dòng)化[1]的控制方式分為遠(yuǎn)方控制和就地控制,這與配電網(wǎng)中可控設(shè)備(主要是開(kāi)關(guān)設(shè)備)的功能有關(guān)。如果開(kāi)關(guān)設(shè)備是電動(dòng)負(fù)荷開(kāi)關(guān),并有通信設(shè)備,那就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制分閘或合閘;如果開(kāi)關(guān)設(shè)備是重合器、分段器、重合分段器,它們的分閘或合閘是由這些設(shè)備被設(shè)定的自身功能所控制,這稱為就地控制。

遠(yuǎn)方控制又可分為集中式和分散式兩類。所謂集中式,是指由SCADA系統(tǒng)根據(jù)從FTU獲得的信息,經(jīng)過(guò)判斷作出控制,亦稱為主從式;分散式是指FTU向饋線中相關(guān)的開(kāi)關(guān)控制設(shè)備發(fā)出信息,各控制器根據(jù)收到的信息綜合判斷后實(shí)施對(duì)所控開(kāi)關(guān)設(shè)備的控制。1.2　控制功能

運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控[2]:監(jiān)控內(nèi)容主要包括所有被監(jiān)控的線路(包括主干線和各支路)的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電能量等電氣參數(shù)。能夠?qū)崟r(shí)顯示配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行工況:實(shí)時(shí)監(jiān)視10kV線路分段開(kāi)關(guān)、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài);線路分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的遙控;通過(guò)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè),可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)或者三遙(遙信、遙測(cè)、遙控)的功能。

故障定位、故障區(qū)隔離,負(fù)荷轉(zhuǎn)供及恢復(fù)供電或者進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)[3]。在配電網(wǎng)中,若發(fā)生永久性故障,通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)備的順序動(dòng)作實(shí)現(xiàn)故障區(qū)隔離[4];在環(huán)網(wǎng)運(yùn)行或環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供,恢復(fù)供電。當(dāng)切除了配電網(wǎng)中的故障設(shè)備后,在滿足一定約束的條件下,為了減少停電面積從而盡可能地保證用戶供電而進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整,即配電網(wǎng)故障后重構(gòu)。這一過(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的。在發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí),通常因切斷故障電流后,故障自動(dòng)消失,可以由開(kāi)關(guān)自動(dòng)重合而恢復(fù)對(duì)負(fù)荷的供電。2　饋線自動(dòng)化的控制方式

饋線自動(dòng)化系統(tǒng)按控制方式可以分為就地式饋線自動(dòng)化、集中式饋線自動(dòng)化兩種,各種饋線自動(dòng)化系統(tǒng)控制方式如下。2.1　就地式饋線自動(dòng)化

就地式饋線自動(dòng)化指不依賴配電自動(dòng)化主站,由配電終端或現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化裝置協(xié)同實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域供電。具體可采用重合器和智能分布式兩種實(shí)現(xiàn)方式:

2.1.1　重合器方式[5]。在原來(lái)的電壓分?jǐn)嗥�、電流分段器、重合器技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展出了的一種技術(shù)不依賴于通信和主站,可靠性更高。在故障發(fā)生時(shí),通過(guò)線路開(kāi)關(guān)間的邏輯配合,利用重合器實(shí)現(xiàn)線路故障的就地識(shí)別、隔離和非故障線路恢復(fù)供電。有3種典型的重合器方式饋線自動(dòng)化模式,即重合器和重合器配合模式、重合器和電壓-時(shí)間型分段器配合模式、重合器和過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合模式。2.1.2　智能分布式。智能分布式的就地式饋線自動(dòng)化是在重合器方式的就地式饋線自動(dòng)化的基礎(chǔ)上,增加局部光纖通信,使得環(huán)網(wǎng)內(nèi)的各FTU互相交互信息,在故障后毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)直接跳開(kāi)離故障點(diǎn)最近的兩側(cè)開(kāi)關(guān),變電站出線開(kāi)關(guān)不需要跳閘,使得停電區(qū)域最小,同時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)合閘轉(zhuǎn)供。可實(shí)現(xiàn)多開(kāi)關(guān)串聯(lián)無(wú)級(jí)差保護(hù)配合,快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)故障隔離和轉(zhuǎn)移供電,達(dá)到停電范圍最小、停電時(shí)間最短的目的。在保護(hù)通道故障時(shí),可自動(dòng)轉(zhuǎn)為重合器方式的就地式饋線自動(dòng)化工作模式,可靠性高,可應(yīng)用于供電可靠性要求高的骨干網(wǎng)絡(luò)。配電主站和子站可不參與處理過(guò)程。

2.2　集中式饋線自動(dòng)化

集中式饋線自動(dòng)化是指配電主站與配電終端相互配合,實(shí)現(xiàn)配電線路的故障定位、故障隔離和恢復(fù)非故障區(qū)域供電。具體可采用全自動(dòng)和半自動(dòng)兩種實(shí)現(xiàn)方式:

2.2.1　全自動(dòng)方式[6]。配電主站或子站通過(guò)快速收集區(qū)域內(nèi)配電終端的信息,判斷配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),集中進(jìn)行故障識(shí)別、定位,自動(dòng)完成故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電。

2.2.2　半自動(dòng)方式。配電主站或子站通過(guò)收集區(qū)域內(nèi)配電終端的信息,判斷配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),集中進(jìn)行

收稿日期:2012-05-25

作者簡(jiǎn)介:葛樹(shù)國(guó)(1954),男,高級(jí)工程師,注冊(cè)電氣工程師,從事電力設(shè)計(jì)研究。

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