配电网馈线自动化技术及其应用

liwenxue1000 2017-03-21

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1配电网馈线自动化系统的基本构架

配电网馈线自动化技术是建立在自动化技术和现代通讯技术之上而发展起来的一门先进的配电技术，从结构上来说主要包括主站、FTU、负荷开关、高级应用配置以及配电网等系统组成系统故障检测、故障处理以及系统重建等都是基于主站系统来实现的。当系统的某一关键部位出现故障时，FTU系统会自动对故障部位进行检测，并通过系统内部的数据传输线路将故障位置和故障信息上传到主站系统中，主站系统内的计算机会根据故障位置的故障类型、负荷情况、运行方式等进行统一的计算与分析，寻找出最优的解决方案，在核实无误后发出修复指令，指挥相应的修复系统进行相关工作。另外，在主系统之内还存在根据工作内容和工作方式而划分的电力传输子系统，这些子系统不仅与主系统具备相同检测、分析、诊断以及自动修复等功能，还可以在主站发生故障时，暂时顶替完成通讯、自动配电等功能，有效地降低了因设备故障而发生的停电事故。

2配电网馈线自动化的技术特征

2.1配电网馈线自动化的基本功能分析

馈线自动化技术简称FA，其基本功能就是在系统某一部位发生故障时可以利用物理开关的结构在几秒或是几十秒内切断电源，最大限度地减小局部设备故障对系统整体产生的不利影响，并利用主站快速的分析能力和故障处理能力在几分钟内实现故障的计算、处理措施的选择以及处理指令的发出等，理想状态下可以在十几分钟之内实现恢复供电。配电网馈线自动化需要的投入资金比较大，容易受到网络黑客的攻击，造成整个自动系统的崩溃。为了应对这一问题，我国电力系统积极引进以太网和GPRS等先进技术，并建成了新型的FTU馈电自动系统，主要有光线以外网、无线、专线等工作模式，有效地控制了工程建设成本，降低了故障发生概率，具备优良的性能。

2.2配电网馈线自动化系统工作模式

配电网馈线自动化的主要工作流程分为故障诊断与故障识别等两个工作阶段。故障处理是配电网馈线自动化系统最主要的功能，相较于传统配电系统重合闸的工作形式相比，馈线自动化技术更具可靠性、灵活性与及时性，可以对线路故障、瞬时或永久故障等进行及时在线处理，有效地避免了电闸切断电源给系统带来的电流震荡影响，降低了对电路系统的二次损坏。馈电系统故障自动检测系统的工作流程分为3个阶段：以配电终端为基础进行故障检测、子系统分析中心进行初步处理、主站系统收集数据进行集中处理。如果子站系统不能成功实现故障部位的隔离就会将相关信息送交主站系统进行计算、整体调度和集中处理。

馈线自动化系统中的FTU模块负责对收集的故障信号进行集中计算与处理，可将电流的瞬时采样值作为故障评判标准。如出现单相电的接地故障时，零线电位会出现与正常线路相反的情况，且正常线路的电压值是故障电位的1.5倍以上，基于这些电路信息FTU系统就会自动识别这些电路特征，判定故障等级。但是从目前我国输电网配电系统的工作情况来看，由于普遍采用中性点不接地等零序分量幅值小的模式，造成了故障诊断的准确性下降，因此可以通过增设开关操作序列提示等功能提升对接地故障的检测准确性。

3配电网馈线自动化技术在电力系统中的应用

3.1FTU和DTU的故障处理

自动终端系统中重要的功能单元是FTU和DTU采集系统，分布在整个供电电路的各个部位，对固定位置的电压、电流等进行实时采集，并将收集数据送入子系统的数据分析中心进行计算分析，及时发现电路中的故障，并对故障的性质、类型、破坏程度等上报主系统。简而言之，馈线终端在故障检测和解决的过程中扮演执行者和一线工作者的角色，是FA系统中的重要组成部分，对异常信号的敏感性识别和数据的实时传输是保证故障检测效果的关键。

3.2对于架空线路的故障处理

由于空间、地面情况等的影响，很多输电线路无法再地表或是地下进行铺设，传统的架空线路的故障检测都是在发生短路或是断电以后由人工进行分区域的检测，耗费大量人力物力的同时工作人员的安全难以保障。应用配电网馈线自动化系统可以很好地解决这些问题。在某段架空线路出现故障时，柱上的FTU检测装置通过与子站、主站等进行协同作用，共同实现故障的定位、故障类型和原因等的分析，并将检测和分析结果呈报总控制室的值班人员，以便采取进一步的补救措施。其中，故障位置的检测由FTU完成，而故障的分析、应以指令的发布以及供电恢复等由FTU系统、子站系统和主分析计算中心共同完成。

3.3故障检测过程中的时间分配

电力系统出现的故障一般分为两种，即永久性故障和主干线路故障。当架空线路发生永久性故障时，变电系统会及时进行断电保护并试行通电，对于故障分配的时间通常为3～5s。当试行通电没有成功，系统自动评定为主线路故障。配电网馈线自动化系统的子系统承担着故障信息和开关闸等信息收集的主要工作系统，故障定位时间大约为1秒，若采用RTU技术进行转发则需要3～5s的时间。通过配电网馈线自动化系统进行故障检测和修护等工作在几分钟之内就可以完成，大大加快了故障抢修效率，提升了工作质量，节省了大量的人力物力财力，促进了电力系统的全面发展。

4结语

综上所述，配电网馈线自动化技术是当今电力系统先进技术的典型代表，极大地提升了电力系统故障的修复速率和修复质量，将电力故障带来的不利影响降到了最低点，为经济发展和民众生活水平的提升提供了技术支持。