关键词：配网自动化；实用化水平；配电网
1、引言
近年配网自动化不断发展，配置自动化开关覆盖率不断提升，目前在网架设计中，都要充分考虑到单辐射、单联络和分段联络之间的供电范围，重点解决三类问题提高环网率，但环网点多，设备也越来越多，对设备的运行水平也要求高，停电和故障发生的概率也大。在城区电网网架中，以电缆接线为主，主要还是需要增加环网柜来解决多点辐射供电问题，在山区电网中，可通过增加自动化开关、大分支拆分模式降低停电范围和用户数的影响，目前地区电网的配电网公线790余回，配网自动化开关安装数达到12000余台，配网自动化覆盖率达到90%以上，配网自动化开关在线率在96%以上，公共自愈覆盖率为75.4%，公线故障自愈率50.2%，自愈能力有所不足。在单相接地故障中，只要能实现故障跳闸，基本能实现自动化开关配合实现故障隔离。为能提升中性点接地方式下配网故障与自动化的配合，要从瞬时故障及永久故障来区分，结合城区电网与山区电网的特点提出改进措施。
2、配网自动化开关的动作原理
站外自动化保护功能的配电网自动化终端，包括FTU、DTU、TTU等自动化终端设备，所配套使用的自动化开关为断路器，当配套使用的自动化开关为负荷开关时，实际运行时应退出该自动化终端的故障保护跳闸功能。自动化开关属于电压-时间型配电网自动化分段开关，能够根据关合前后不同时间段检测线路电压状态的分段器。它具有关合短路电流的能力和有电源侧来电延时关合、无电自动开断以及能比较无电压时间闭锁关合的功能。具体瞬时故障时自动化开关动作逻辑如图2-1所示：
主要技术参数包括：
分段开关关合延时时间（X时间）：处于线路分段位置的开关，在分闸状态下，单侧来电后关合的延时时间。关合确认时间（Y时间）：分段开关在关合后的一定时间（即Y时间）内，控制器判断分段开关是否合闸到故障线段，以确定是否分闸闭锁。当分段开关关合后未超过Y时间内又失压，则该分段开关动作分闸并被闭锁在分闸状态。分闸延时时间（Z时间）：分段开关失压后，分闸的延时时间。联络用分段开关关合延时时间：处于联络位置的分段开关，单侧失压后关合的延时时间。
而发生永久性故障时，如故障点发生在FS2与FS3之间时，分段自动化负荷开关“关合延时时间X”需考虑与线路断路器切除故障的时间配合，当线路保护只投入一次重合闸，为实现与配电自动化负荷开关的配合，与线路断路器相邻的第一级分段自动化负荷开关“关合延时时间X”还需考虑与线路断路器储能时间及重合闸充电时间配合，分段自动化负荷开关“关合确认时间Y”需考虑自动化负荷开关合于故障后线路断路器可靠切除故障的时间，同时需满足在下级自动化负荷开关合闸之前，本级自动化负荷开关关合确认可靠返回。具体的永久故障时自动化开关动作逻辑如图2-2所示：
3、提升自动化开关的运行能力
单相接地故障绝大多数是瞬时故障，而不管采用小电流中性点接地方式还是小电阻中性点接地方式，都会实现故障跳闸，启动重合闸，从动作时序图来看，主干线跳闸后，配网自动化都会实现无压跳闸，则需要的合闸期间都能准确动作实现快速复电，提升自动化开关的运行能力的几个措施：
1、加快推进配网自动化建设，继续完善配网自动化主站功能，大力提高配网自动化水平。加快电缆线路二遥终端接入，配网自动化覆盖率实现全覆盖。推进馈线自动化“三遥”功能，实现分段、联络开关，重要分支线开关等重要节点开关具备遥控功能，提高复电效率，提高馈线自动化覆盖率。
2、结合实际改变中性点接地方式和自动化开关设计位置，按照网架一线一策分析，布置地点、布置段数都需要勘察论证。
3、加强设备的运维能力，充分发挥配网自动化、小电流接地改造等技术应用，制定配网自动化开关实用化实施方案，切实发挥自动化开关“三遥”功能在快速复电中的应用，明确小电流接地选线装置重合闸功能投退具体要求，提高自动化开关的二次重合闸能力。
3.1保护动作逻辑优化
在中性点接地方式配电网中，如何在单相接地故障情况下能快速隔离故障线路，并通过自动化开关配合实现故障自愈功能，是提升可靠性的重要手段保护配合如图3-1所示。
目前在河源电网的网架中，从保护原理来看，考虑与上级110kV（35kV）电源线路重合闸时间配合，防止上级110kV（35kV）电源线路重合闸期间自动化开关误分闸，保证10kV线路失压时自动化开关能正确动作，各级自动化开关的分闸延时时间（Z时间）整定取3.5秒，值得注意的是，由于电压-时间型逻辑中分闸后闭锁合闸采用电压判据，对于主线与支线上同时投入电压-时间型自动化开关的接线方式，存在同一时刻出现多于一个自动化开关闭锁合闸的情况（如图4-9中FB11与ZB11同时合闸；FB12与ZB12同时合闸），可能造成故障停电范围扩大，相关运维部门应对此制定相关预案。为避免故障模糊判断和隔离范围扩大，可采取措施保证线路断路器第一次重合后故障判定过程中任何时刻只能有1台分段自动化负荷开关合闸。一般应按照主干线、重要分支线、普通分支线的优先顺序逐级恢复非故障区域的供电，将关合延时时间（X时间）适当增加一个时间差ΔT，缩小故障停电范围。如图3-2所示，当变电站CB1断路器重合后线路电压，自动化开关得电合闸动作顺序为：FB11→FB12→ZB11→ZB12→ZB13，保证了任何时刻只有一台自动化开关合闸。
注意事项：
1、电压参数整定原则
失压定值：当自动化终端的采样电压值小于该失压定值并持续一定时间（失压延时）后，判断为失压。失压定值一般取25%的额定电压整定，即二次额定电压220V时失压定值整定为55V，二次额定电压100V时失压定值整定为25V。
失压延时：区别于Z时间，用于判断满足失压定值的持续时间，可取0.5秒。
有压延时：区别于Y时间，用于判断满足有压定值的持续时间，可取0.5秒。
2、电压-电流型逻辑功能
在电压-时间型逻辑功能的基础上，结合故障电流复合判据实现故障隔离和非故障区快速恢复供电的分段器。
电压-电流型逻辑功能中的时间、电压-电流型逻辑中分闸后闭锁合闸采用电流判据，不存在同一时刻出现多于一个自动化开关闭锁合闸的情况，此时无需将X时间增加时间差。
电压-电流型自动化终端需投入检测“故障电流”功能，。在开关得电合闸于故障后具备加速跳闸功能，此时检测“故障电流”后加速动作跳闸出口时间整定取不大于0.1秒。
3.2配网自动化终端的保护与逻辑模式选定原则
针对同时配置保护功能和电压-电流逻辑功能的配网自动化终端，与断路器（包括柱上断路器、断路器柜成套自动化设备）配合使用，应根据配网线路供电接线方式合理设置配网自动化终端的功能模式。
当线路环网转供电后，电缆线路的运行方式发生变化，此时宜根据实际运行方式需求合理调整相关环网点自动化开关的功能模式。值得注意的是，对于联络出线自动化开关没有配置线路侧PT的情况下，当线路转供电时因无法判断线路来电侧的电压情况，存在得电无法合闸情况，此时宜退出该联络出线自动化开关的逻辑功能。
4、结论
文章从配网网架优化方面，结合中心城区电网和山区典型接线电网网架设计入手，如何实现中性点接地方式改造与配网规划建设同步实施，解决本身配网网架薄弱问题。从配网自动化实用化提升方面优化解决零序动作配合实现故障快速隔离与自愈功能，确保最大限度减少停电范围，结合保护定值的配合和管理规范，实现零序保护动作的各级保护配合，真正解决在不同接地方式下，网架优化条件下切实提升可靠性水平。
参考文献
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论文作者:刘源钦
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：故障论文; 时间论文; 电压论文; 线路论文; 电流论文; 功能论文; 断路器论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;