摘要：随着全社会用电需求量的持续增长，如何确保不间断供电，是当前电力系统的工作重心。通过10kV架空线环网配电线路的自动化技术，可以有效提升电网运行的安全性及可靠性。本文针对这项技术在实际运行的过程中还存在的一些问题进行了相关探讨，希望能更好的保证配网线路的供电可靠性。
关键词：10kV；架空线；环网；配电线路；自动化
10kV架空线环配电线路是电力输送过程中的最后一个环节，在整个电网运行中发挥着至关重要的作用。传统的配网是采取放射式的供电形式，一旦在某点上出现了线路故障就会导致整条线路停电，降低了供电的可靠性，显然这种供电方式已经不再适用于当前的电网发展需求。近些年来，我国的电力行业对此进行了深入的改革，在供电网中广泛推行了环网接线的形式。它在线路正常运行时，联络开关为断开状态；当线路中某一点出现故障时，可以通过网络重构使负荷发生转移，这就保证了非故障线路的正常供电，从而使配网供电的可靠性和稳定性得到大幅提升。今后，还要不断完善和细化这项技术，提升供电企业的服务质量。
1配电自动化技术的主要功能
配电自动化技术是指供电企业通过远程对供电网络进行监视、协调与操作的管理。它的主要内容包括：变电站自动化、馈线自动化、配电管理系统以及需求侧管理自动化。其中，变电站自动化的基本功能是采集数据、数据分析与处理、越限状态监视、开关控制以及闭锁、信息交换等；通过馈线自动化系统可完成馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离以及网络重构；配电管理系统的主要功能是对数据的采集与监控、配网的运行管理、用户管理、自动绘图、设备管理以及定位系统等；需求侧管理是指供需双方共同参与的供电与用电管理。
2.配电线路自动化系统的特点
监视配网运行工况，实现10kV变电所的开关位置、继电保护、电压、电流、功率、有功和无功电度量的远方监视，优化配网运行方式；快速发现故障和异常，快速隔离故障区段，恢复非故障区域供电，减少停电时间、停电面积；合理控制无功负荷、电压水平，改善电压质量；实现对配网进线开关位置、母线电压、线路电流、有功、无功电度量的监视；当10kV电网运行出现异常时，能够自动记录故障参数。
3.实施配电线路的自动化管理的必要性
实施配电自动化管理，可以提高供电系统的可靠性和稳定性，提升配网运行的管理水平，有效减少停电的时间，缩小停电的范围，降低电力运行的成本。调度员可以远程监视10kV架空线环配电线路的运行情况，进行合理的调度，从而降低工作人员劳动的强度，避免出现大量的重复性劳动。
4.配电自动化系统的工作模式
10kV架空线环网配电线路的自动化的根本任务是利用最短的时间恢复非故障线路的供电。它的工作模式可分为以下三种：首先，电力检修人员利用配电线路上的故障指示器查找到故障区段，再使用柱上开关将故障区段进行人工隔离，再进行相应的故障抢修作业。这种方式恢复供电的用时较长，恢复供电较慢；其次，利用智能化开关（如重合器、分段器等）之间相互配合，对故障点实施就地自动隔离，以便于尽快恢复供电；其中，重合器的优点是具有很高的自动化水平，无需通信即可进行控制，很适用于架空线环网配电线路，缺点是在进行故障隔离和恢复供电作业时，需要增加开关离合的次数；最后，将开关设备和馈线终端进行集成，使其形成一个带有数据采集、传输与控制等功能的智能装置，再由计算机控制中心以远程操控的方式进行集中控制。这种方式主要依赖于计算机技术和通信技术，可以精准的完成故障的定位、隔离和恢复供电等工作环节，有效避免了因短路电流对线路和设备造成的多次冲击。相对而言，在以上三种模式中，智能化开关配合模式最适合于我国电力事业的发展情况。它的适合之处表现为：重合器本身即可以切断故障电流，对故障进行就地隔离，有效缩小停电的范围；无需任何通信设备，通过重合器就可以进行多次重合以及与保护动作时间的相互配合，自动进行故障的定位、隔离和恢复供电工作；可直接从10kV电网上获取电源，不需要额外添加电源设备。
5.配电线路自动化系统故障的处理方式
当配电线路自动化系统出现故障时，主要有单元控制和集中控制两种处理方式。其中，集中控制是指将通过检测得到的故障信息上传至主站，再由主站根据配电线路的实时拓扑结构，对故障位置的进行最终的确定，并下达命令给相关的FTU，使开关跳闸，使故障处于隔离状态；在主站考虑过网损、过负荷等因素之后，再进行计算，最终确定最适合的维修方案，命令相关FTU完成电量负荷的转移。此外，对于单元控制来说，是指通过断路器、分段器加FTU的故障处理模式。其中，分段器不具有重合性，当FTU检测到变电站出口的断路器在经过两次切断故障电流并且给线路连续失压一段时间之后，再将故障信息上报至主站。这时，再由主站根据FTU故障的信息，锁定发生故障的区域。之后，再通过远程遥控进行故障进行隔离控制，这样可以尽快恢复非故障区的供电。判断故障位置的基本方法是：在故障点出现之前就检测出有故障电流的存在，在故障点出现后又检测不到故障电流，这时就锁定了发生故障的区域。具体故障分析详见图1-图7。
①当配电线路正常供电时，处于断开状态的K7为联络开关，其余所有的开关均处于合闸状态。每台控制器监测控制一台环网柜，各监测数据可以通过监控中心的子站通信机查询。如图1所示：
图1：K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7—负荷开关或隔离开关
CBI—断路器 ■.●—开关合闸 ○—开关分闸
②当A点发生短路时，断路器CB1跳闸，此时线路的开关仍处于合闸状态。此时监控中心已经查询到FTU上报的数据，开关K1、K2出现故障电流的信号，其它所有开关均无故障电流。如图2所示：
③监控中心上报综合信息，判定故障位置在A处，通过远程操控即可使开关K2分闸。如图3所示：
图3 开关K2分闸
④通过监控中心查询到开关K2的状态，在确认分闸之后，再将断路器CB1合闸，除故障段A以外，恢复其它区域的正常供电。如图4所示：
（
⑤当B点发生短路时，变电站的断路器CB1立即跳闸，时此线路的其它开关仍处于合闸的状态，监控中心查询到K1、K3上报的故障信号，其余开关均无故障。如图5所示：
⑥通过监控中心上报的综合信息即可判断故障位置在B处，通过远程操控即可使开关K3、K4处于分闸状态。如图6所示：
⑦通过监控中心查询到K3、K4处于分闸状态后，将断路器CB1合闸，将前端区间的线路恢复供电，再通过监控中心将联络开关K7合闸，将故障后端区间的负荷转供至另一变电站；目前为止，所有非故障区间的线路均已恢复供电；如图7所示：
6结束语
随着我国电力事业的快速发展，10kV架空线环网配电线路的自动化技术也已经逐渐走向成熟，配电线路的自动化功能也逐渐强大起来。在今后的工作中，供电企业还将对配电线路进行持续的完善与改进，巩固目前工作中取得的成果，提升供电的可靠性与安全性，保障配电线路的持续运转，这将是当代电力系统的工作重心及未来的发展趋势。
参考文献：
[1]刘健，倪建立，邓永辉.配电自动北京：中国水利水电出版社，1999.参考文献
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[3]奕湘.关于配网自化系原及构用的分析[J].科技，2010（08）.
论文作者:黄细勇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
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