摘要：随着我国经济的不断增长，人们的生产和生活对用电的要求越来越高，配网自动化建设成为了电网建设的重要部分。但在馈线自动化技术方面仍有许多未解决的难题，导致配电系统常发生故障，影响了配网的自动化建设。10 kV 架空线就地型馈线自动化可应用于郊区或故障率高的地区，改变开关的状态可改变电网的结构，能明显降低配电网线损，创造更大的经济效益；可有效检测负荷，从而提高供电质量；可及时发现故障并将其隔离，从而大大提高供电可靠性。
关键词：10kV；馈线自动化；开关；应用
1配网自动化原理
配网作为电力系统中不可缺少的一环，是连接用户和电网端的桥梁，配网是否可靠稳固将直接影响用户的用电体验。配电自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配网高效经济运行的重要手段，也是实现智能电网的重要基础之一，已得到越来越多电力科研人员和电力企业的重视。配网自动化以一次网架和设备为基础，利用计算机及其网络技术、通信技术、现代电子传感技术，以配网自动化系统为核心，将配电网设备的实时、准实时和非实时数据进行信息整合和集成，实现对配电网正常运行及事故情况下的监测、保护及控制，如图1所示。
当前馈线自动化改造主要有两种类型，分别是集中控制型及就地控制型。当前馈线自动化是基于分布在配网10 kV线路中的柱上开关自动化（FTU）及开关柜成套设备（DTU）来实现线路运行保护及控制的。线路开关可以分为负荷开关和断路器两种，传统观念中，断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。断路器与负荷开关的主要区别在于一次结构的真空泡。在自动化成套设备里面，自动化开关成套设备中断路器及负荷开关无明显区别，主要是控制逻辑不同，当发生故障时，自动化断路器具备主动分断故障电流，并且能够按照设定的逻辑功能实现一次/二次重合闸、重合闸闭锁等逻辑功能；而自动化负荷开关不主动分断短路电流，它具备失压分闸、单侧来电合闸、故障检测闭锁等逻辑功能，要与自动化断路器配合才能实现馈线自动化功能。
210kV馈线自动化开关的应用
2.1就地式馈线自动化
此方式对应的系统结构较为简单，它对于通讯通道的依赖程度不高，仅凭重合器与分段器便可完成故障隔离，非故障区域的供电能够在短时间恢复正常。在实际工程中，在重合器的基础上辅助使用电压—时间型分段器便可获悉故障的具体位置。对于 C 类及以下供电区而言，此方式具有较强的可行性，集中体现在农村以及城郊架空线路区域，目前国内对于此技术的应用已经较为成熟。
2.2智能分布式馈线自动化
配电子站与终端相连，并进行频繁的数据交换工作，在配电子站的作用下能够对终端进行控制，从而快速将故障隔离，维持线路正常供电。若通信网络出现故障时，智能分布式控制系统依然可以正常工作。对于 B类及以上供电区域而言，此方式具有更强的适用性，常见于敏感负荷电缆线路。目前，该技术在国内的应用程度不高，依然处于实验与研究阶段。
2.3应用中存在的问题分析
应用中主要存在以下 2 方面的问题：①电压-时间型自动化开关的控制功能主要以开关两侧是否存在电压为分合闸的判断依据，当开关 PT 出现故障或 PT 熔丝熔断时，开关因单侧失压而误动作，出现环网线路非法合环转供电，联络开关转供会引起侧环网线路变电站侧开关动作跳闸，进而扩大故障范围。②如果因主网线路、主变或 10 kV 母线故障而引起 10 kV 母线失压，则在该段母线的 10 kV 馈线开关没有分闸的情况下，馈线自动化自动转供电功能启用后，会形成向 10 kV 母线反送电，形成一回 10 k V 线路带该段母线全部负荷的情况，易造成该部分 10 kV 线路热稳定越限，或出现多条 10 kV 电源反送至该段母线的情况，造成多个电源非法并联的情况，进而扩大故障范围。
2.4解决建议
具体可从以下 2 方面着手解决：①消除 PT 故障的措施可以从 2 方面入手，即选用优良厂家的互感器、做好设备接地和防雷措施的设计。设备安装前，应对二次回路的绝缘能力进行检测。关于自动化开关逻辑判断功能过于简单的问题，建议多采用电压-电流型自动化负荷开关，还可增加上传环网开关位置变化信息等辅助措施避免开关误动。②为了避免主网线路、主变或 10 kV母线故障引起的 10 kV 母线失压，解决因线路自动转供电而向变电站失压母线反送电的问题，建议在变电站出口#1 塔上安装 1台电压-时间型负荷开关，且在开关电源侧安装 1 台电压互感器，开关功能要求在电源侧有电压时延时合闸、电源侧失压后延时分闸，从而可有效减少向变电站母线反送电的现象。
2.5集中控制型
集中控制型技术是指通过配网自动化终端（FTU、DTU）采集到线路电流、电压等电气信号，经过光纤、4G、5G等无线通信技术将数据实时上传至主站，然后自动化主站系统进行数据搜集、信息处理、智能分析，识别出线路故障点，筛选出最佳控制方式，并且通过光纤、无线通道将控制命令发至各终端，实现故障区域隔离和非故障区域恢复供电。集中控制型示意图如图2所示。
2.6就地控制型
此种模式，在配电网发生故障时，可不依赖配电主站，仅通过现场配电终端、保护装置或自动化开关装置相互配合及自我决策，即可准确定位故障区域，快速自行隔离故障、恢复非故障区域供电，并将故障信号、开关动作情况、开关运行状态等信息及时上报配电主站系统、调度、运维人员。当前，就地控制型主要包括时间级差型及电压电流型。
时间级差型时间级差型技术路线要求线路自动化分段开关配置自动化成套断路器开关，整定过流一、二段保护，一次重合闸、二次重合闸及重合闸闭锁功能。保护逻辑是通过变电站带电流保护的出口开关与分段断路器或分支线路断路器间的电流保护配合实现馈线自动化功能。
电压型方案用于架空线路的一次开关设备主要有带控制器（FDR）的真空负荷开关，该类型开关具有失压跳闸、来电自动合闸的功能，并能够检测是否为区内故障，若为区内故障，失压后闭锁开关，自动隔离故障段线路。需要与变电站出线断路器开关配合才能实现馈线自动化功能。
结束语
实现馈线自动化已成为提高 10kV 配电网供电可靠性的核心环节，对于节能减排、发展绿色经济具有非常积极的意义。但馈线自动化建设是一个系统工程，应从现有线路实际情况、供电可靠性需求等多方面综合考虑，才能实现馈线自动化的最佳效益。
参考文献：
[1]张轶君.馈线自动化技术在配电网故障处理中的应用[J].国防制造技术，2016（04）：57-58.
[2]陈自强.新型配电网馈线自动化系统研究及应用[D].燕山大学，2016.
论文作者:张建平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：故障论文; 母线论文; 馈线论文; 线路论文; 断路器论文; 电流论文; 负荷论文; 《基层建设》2019年第8期论文;