摘要：配电网馈线自动化系统技术作为智能电网建设当中的组成部分之一，负责配电网智能控制体系下监控功能的实现，要求做好数据采集和动态故障隔离。本文对10kV配电网的馈线自动化系统技术进行研究，首先结合电网建设实践，对馈线自动化系统的控制技术架构和实现方式进行分析，随后结合具体的电网应用案例，对馈线自动化控制系统的应用方法进行理论阐述，展现自动化系统在电网故障隔离中的作用。
关键词：配电网；馈线自动化；控制功能；故障隔离
馈线自动化系统控制方案的主要要求在于对相应台区的电网运行动态数据进行采集，并借助数据分析等策略，对于电网运行当中存在的异常信号进行观察，及时做出故障的精准定位，并依据预先设定的故障处理方案，对故障位置进行迅速隔离，从而帮助所在台区实现快速的供电恢复。因此馈线自动化系统控制的实现，要求系统控制应当将数据监控作为核心。
一、10kV配电网馈线自动化控制系统的技术实现方式
（一）配电网馈线自动化模式
目前配电网自动化系统建设当中，根据馈线的出线方式和应用方式，主要可以分为就地控制型、集中控制型以及分布式智能控制型、网络保护型四种模式，其中就地控制型自动化系统中的主要应用于埋设馈线方式，通过重新设定就地电压或电流，来实现逻辑程序的控制，同时借助断路器的动作，实现故障快速隔离；集中控制型自动化系统应用于架空线路之中，借助主站和子站终端对馈线信号进行搜集，从而完成对于故障问题的判断；分布式智能控制型自动化系统应用在高负荷配电场所，其借助点对点通信方式，实现极为迅速的故障定位；网络保护型自动化控制则应用在专业用电场所，其中电炉厂、通讯行业当中，主要采用该种自动化控制策略。应用中采用环网柜进线方式，实现故障点开关切除，保证故障区域不受到故障影响。在现实配电网环境当中，前两种控制模式的应用最为广泛，也是本文主要进行研究和论述的自动化模式。
（二）就地控制型自动化控制技术
在就地控制自动化技术当中，馈线自动化系统能够根据重合器和分段开关动作等方式，对故障问题和故障发生位置进行测算，从而实现对故障区域的精准判断，完成迅速的故障切除。在实际运行过程中，就地控制馈线自动化系统不必借助通信网络和主站控制，而采用“手拉手环网”体系，借助环网对电压实践做出判断。其中正常运行状况下的线路开关状态为常开、分段开关为常闭[1]。线路内部出线故障问题时，位于电源侧的断路器设备会首先完成跳闸，并引导故障区段所有的分段开关形成失电跳闸，采用延时控制策略，实现逐级重合。瞬时故障由于可以在一段时间后得到恢复，因此线路能够在故障消除后自动恢复供电。而永久性故障，则需要通过对故障电进行合闸，此时电压将处于异常状态，造成断路器再度跳闸。此时控制系统可以借由两次跳闸状态下的分段记忆，实现分闸闭锁，完成对于故障位置的判断。
（三）集中控制型自动化控制技术
与前者的控制方式不同，集中控制型自动化控制技术要求故障识别和故障分析需要借助通信手段实现与主站连接，再由调度人员进行故障问题的调度。目前常见的配电网集中控制系统如环网供电控制系统，在实际的控制流程当中，主要借助电动操作机构对预先安装的传感设备进行数据的动态调取，再借助FTU对数据进行详细分析，从而对配电网实时运行状态进行监视。一旦发生运行状态异常现象，FTU需要调用数据库和专家系统，对当前的异常现象的动态信息做出判断，判定其是否属于配电故障问题。确认故障问题后，则需要利用遥控装置，实现对故障的快速隔离，从而实现对于非故障区域的供电恢复。
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二、10kV配电网馈线自动化系统的故障检测应用方式
（一）FTU应用方式
馈线自动化系统的核心部分在于馈线控制终端FTU，FTU在实际的系统应用当中，主要充当配电网运行监视的主体设备，因此需要安装于配电网电路开关位置。在运行当中，FTU需要利用对配电网运行的观察，获取到配电网运行过程中的参数信息，并借助A/D转换模块，对所获取的信息进行数字化处理，使之以数字信息进行传输，使主站能够及时获得FTU检测所得的实时数据信息。这类数据信息在主站当中能够直接进入到DSP模块内部，并由模块对其有功数据、无功数据或者功率因素进行计算[2]。此外，多个FTU在运行数据监测工作当中，还可以实现彼此之间的相互通信，并由主站进行连接，因此当主站或子站识别到故障问题后，可以借助网络通讯手段，对FTU发布命令，引导FTU进行馈线开关控制，实现远程操作。
配电网当中常见的故障如接地故障、短路故障等，FTU都可以通过数据信息的判断，来进行故障识别。其中短路故障发生时，配电网开关位置会出线短暂过电流现象，FTU可以对过电流数据进行实时监测，从而完成故障判定。再由主站对位置进行识别，通过对FTU进行指令，实现断路器瞬时切断，实现故障隔离。
（二）故障信号识别方式
FTU在获取到信号后 ，需要经由A/D处理与主站进行联系，再由主站模块对故障信号做出判断和处理方式制定。在具体的信号处理环节当中，FTU的监控信息需要借助模拟滤波器，对信号内部的高次谐波进行分量，从而完成谐波过滤。在完成过滤后，信号需要进入到A/D转换芯片内部，由芯片对其进行FFT变换，利用变换方式，使信号能够以不同的谐波分量方式，表现出不同的幅值和相量值。主站在接受信号后，需要由DSP模块第一时间做出反映，并依托基波相量，完成运算，从而获得信号的具体参数，将其放置到数据缓冲区当中，提供后续访问。
常见的FTU信号当中，常常包含直流分量、谐波分量以及基波分量三种类型的信号，这些信号往往作为配电网电压电流的周期信号表现在DSP当中，因此基站便可以借助FFT级数，借助傅里叶变换，对输入信号数值进行计算处理，实现对于信号状态的判断。
（三）故障测距方式
故障问题的准确定位是故障排除恢复供电的关键。在馈线自动化控制技术当中，故障定位需要借助小波能量方式实现故障测距。我国目前10kV主要的故障类型为接地方式下的小电流接地故障，在故障发生时，由于地面零电位以及中性点的间接连接，造成短路电流值极低。此时，故障问题会直接造成主保护装置不动作，从而造成故障扩大。小波能量算法需要将整个配网运行环节进行区块划分，再借助平方可积信号，对故障条件下的小波母函数进行移动调整，从而获得小波基函数，而基函数则表现为连续性。此时借助函数变换完成分层，最终得到故障区块的位置判定。
结论
综上所述，馈线自动化系统控制技术，是目前智能电网当中针对中低电压配电网环境所主要采取的智能控制故障处理技术。在实际运用当中，主站控制层面可以借助FTU装置，对配网运行状态进行监测，从而实时获取故障信息，形成故障处理方案。
参考文献
[1]向军.基于物联网特征的电力配网自动化系统网络安全防护的思考[J].网络安全技术与应用,2018(09):105-106.
[2]黄滇生,杨文波,张泽州等.复杂配网新型馈线终端自适应快速保护控制原理与实现技术研究[J].现代工业经济和信息化,2017,7(02):49-52.
作者简介
姓名：齐兆杨（1989.05--）；性别：男，籍贯：吉林长春，学历：本科，毕业于东北电力大学；现有职称：助理工程师；研究方向：电气工程；
论文作者:齐兆杨,韩雨庭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：故障论文; 馈线论文; 自动化系统论文; 配电网论文; 方式论文; 信号论文; 主站论文; 《电力设备》2018年第24期论文;