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摘要：本文针对我厂电气自动化的应用情况，充分说明馈线保护在电力系统保中的重要作用。馈线系统保护利用馈线保护装置之间的快速通信一次性实现对馈线故障的隔离、重合闸、恢复供电功能，从而提高配电自动化的整体功能。
关键词：电力系统；系统保护；馈线自动化
1前言
电力系统配电自动化技术是服务于配电网改造建设的重要技术，它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。配电自动化由配电主站、子站和馈线终端构成的三层结构。馈线自动化的实现完全能够建立在光纤通信的基础上，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。
2馈线保护的现状
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，其主要目的是维护电网的稳定。随着经济的发展，配电网馈线保护的主要作用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两种：
2.1传统的电流保护
过电流保护是最基本的继电保护之一。常用的方式有反时限电流保护和三段电流保护。根据反时限电流保护的时间配合特点又分为标准反时限、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，同时可以增加低电压闭锁或方向闭锁，以提高可靠性；可以增加重合闸功能和小电流接地选线功能。
2.2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。见图1所示，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BC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。
这种简单而有效的方式能够提高供电可靠性，相对于传统的电流保护而言它有较大的优势，但是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。
2.3馈线自动化馈线保护
电力系统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，从而实现配电数据采集与监视控制（SCADA）、配电高级应用（PAS）。
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，见图2所示。这种馈线自动化的基本原理如下：当在开关S1和开关S2之间发生故障F1（非单相接地）时，线路出口保护使断路器B1动作，将故障线路切除，装设在S1处的FTU检测到故障电流而装设在开关S2处的FTU没有故障电流流过，此时自动化系统将确认该故障发生在S1与S2之间，遥控跳开S1和S2，实现故障隔离并遥控合上线路出口的断路器，最后合上联络开关S3完成向非故障区域的恢复供电。
这种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。
3馈线系统保护基本原理
3.1基本原理
馈线系统保护实现的前提条件是：快速通信；控制对象是断路器；终端是保护装置，而非传统的RTU。
在高压线路保护中，高频保护、电流差动保护都是依靠快速通信实现的主保护，馈线系统保护是在多于两个装置之间通信的基础上实现的区域性保护。基本原理如下：参见图3所示典型系统，该系统采用断路器作为分段开关，如图A、B、C、D、E、F。对于变电站M，手拉手的线路为A至D之间的部分。变电站N则对应于G至E之间的部分。M侧的馈线系统保护由位于控制开关A、B、C、D的保护单元UR1至UR4组成。
当线路故障F1发生在BC区段，开关A、B处将流过故障电流，开关C处无故障电流。当故障发生后，系统保护各单元向相邻保护单元交换故障区段，对于一个保护单元，当本身的故障区段信息与收到的故障区段信息的异或为1时，出口跳闸。
3.2馈线系统保护的优点
馈线系统保护在很大程度上延续了高压线路纵联保护的基本原则，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，具有以下优点：
（1）快速处理故障，不需多次重合；
（2）快速切除故障，提高了电动机类负荷的电能质量；
（3）直接将故障隔离在故障区段，不影响非故障区段；
（4）功能完成下放到馈线保护装置，无需配电主站、子站配合。
4馈线保护的发展趋势
目前，电力系统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要悄然发生变化。随着对供电可靠性要求的提高，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。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。建立在光纤通信基础上的馈线保护的实现由以下三部分组成：
1）电流保护切除故障；
2）集中式的配电主站或子站遥控FTU实现故障隔离；
3）集中式的配电主站或子站遥控FTU实现向非故障区域的恢复供电。
5结束语
随着电网改造的深入及配电网自动化技术的发展，建立在快速通信基础上的馈线系统保护是继电保护的发展方向之一，它能够进一步提高供电可靠性，是一种极具前途的馈线自动化原理。
参考文献：
[1]陈伯时，电力拖动自动控制系统。机械工业出版社，2006.6
[2]夏德钤，自动控制理论。北京轻工业学院，1999.
[3]焦邵华，电网智能保护新技术的研究，2000.4
论文作者:范生军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：故障论文; 馈线论文; 电流论文; 区段论文; 通信论文; 系统论文; 线路论文; 《电力设备》2017年第36期论文;