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摘要：配电自动化的建设可提高供电可靠性、改善供电质量、提升配网管理水平。本文首先对配电自动化建设中馈线自动化进行了简要的概述，对馈线自动化的设计原则进行了简述，并以电压-电流型馈线自动化为实例，对其自动化实现过程进行了分析。
关键词：电能质量；馈线自动化；控制；过程分析
一、馈线自动化的概述及作用
馈线自动化，指的是利用自动化装置及其系统，监测配电线路的实时运行状态，同时在线路发生故障时，进行故障定位、故障隔离和恢复非故障区的供电，是配电网实现自动化功能的主要构成部分之一。
主要作用有：可以有效的降低停电率，缩减停电时间，提高供电可靠性。能够有效的提高供电效率和质量，降低网损；可实现线路的快速故意定位，能有效降低电网运维费用；可对线路及其设备运行状态进行实时监控，使运维人员有针对性的对其进行检修，从而提高检修效率。
二、馈线自动化设计模式
馈线自动化以实现故障快速隔离与恢复供电为主要目的，根据不同实现手段分就地控制型和集中控制型。
1、就地控制型，当线路发生故障时，可绕开自动化主站，仅通过线路已安装的自动化开关装置及其终端、保护装置的相互配合及自我诊断，就可以准确定位故障区域，快速隔离故障、恢复非故障区的供电，另外还可以将线路运行状态、开关设备动作情况、故障信号等信息实时上传至自动化主站。
就地控制型有三种基本方式：级差保护式、就地重合式和智能分布式。级差保护方式是通过开关间电流保护配合，实现故障隔离和非故障区恢复供电。就地重合式是在故障发生时，通过线路开关间的逻辑配合，利用重合器实现线路故障的定位、隔离和非故障区恢复供电，其技术手段包括电压-电流-时间配合、电压-时间逻辑配合等方式。智能分布式是通过自动化终端之间的故障处理逻辑，实现故障隔离和非故障区恢复供电，并将故障处理结果上报给主站。
2、集中控制型，建设有完整的通信系统、自动化终端及自动化主站。可通过自动化终端与自动化主站的信息互通，根据实时采集的线路及其设备的运行信息及故障信号，由自动化主站自动计算或加上人为方式远程控制线路开关设备开合，从而使线路优化运行方式、快速隔离故障，同时恢复非故障区供电。
三、馈线自动化配置原则
1、自动化开关配置原则
配网线路新建或进行改造时，其数量设置应遵循三个原则：主线一般不超过3台自动化分段开关，当线路较长时，可适当增加1台；对于常发生故且路径较长的分支线路，为减少主线开关跳闸次数，缩小故障停电范围，在分支线与主线T接处设置1台分界断路器；主线路分段断路器的位置与变电站侧继电保护灵敏度应统筹考虑，变电站主变低压侧复压过流保护最末段对第一级分段断路器安装处的远后备灵敏度系数应不低于1.2。
2、自动化开关选型原则
采用集中控制型的主线分段开关可选用断路器或负荷开关，并配置电流互感器。采用智能分布式、电流级差保护方式的自动化开关应采用具有快速分合闸能力的断路器，并配置电压、电流互感器。采用电压-时间型的主线分段开关、分支线开关可选用断路器或负荷开关，并配置电压互感器。采用电压-电流时间型的主线分段开关、分支线开关可选用断路器或负荷开关，并配置电压、电流互感器。以上各型天关应配备电动操作机构。
3、自动化终端选型原则
根据监控开关的电动操作机构参数、互感器数量及变比及辅助接点数量，来确定遥控、遥测、遥信配置数量及相关控制输出电压和功率、定值，并依据实际情况灵活扩展“三遥”点数。配备本地维护口及自适应以太网口，需支持相关通信规约，能够远程维护，能采用主动和召唤两种模式将数据分级传送给主站。
4、保护配置原则
线路出线、主线分段、重要分支等断路器应配置相应保护功能：主线路设三段可经方向闭锁的定时限过电流保护，线路中每段方向可以由控制字进行投退。主线路设两段不带方向的零序过流保护，零序电流输入采用外接方式，过流保护可整定为跳闸或告警。保护应具备通过控制字选择投退一次或二次重合闸的功能。当过流保护启动重合闸功能时，手动分闸不可操作。保护应具备保护启动、跳闸、出口、模拟量等全过程录波，具备远方投退软压板、远方修改定值等远方控制功能。
四、电压-电流型馈线自动化实例分析
电压-电流型馈线自动化为就地重合器方式中的一种。适用于架空线路中性点经消弧线圈接地、小电阻接地或不接地系统中任一种接地系统的单辐射、单环网等网架。其典型接线如图：
其中：CB：线路出线断路器；FB1：分段断路器；
FS1-FS2：分段负荷开关；FB2：分支线断路器；LS：联络开关。
该接线图中联络开关、分段负荷开关和分支线断路器采用自动化成套设备，带有自动化终端。当线路某点发生故障时，会与出线断路器或上级分段断路器保护和重合闸配合，通过自动化终端自身的电压-时间和故障电流混合判据，来快速实现故障区隔离、非故障区恢复供电。各设备在实现自动化过程中，其各自具体功能如下：
1、分段负荷开关自动化终端：可以采集三相电压和电流，进行电压-时间的时序逻辑判别和故障过流记忆判别的复合判据闭锁控制。根据故障情况进行失压分闸、闭锁合闸或闭锁分闸等过程动作。
2、分段断路器自动化终端：主线设置分段断路器后，将主线分为两段，当第二分段发生故障时，由分段断路器自动切除，从而有效躲避瞬时性故障，减少出线断路器的跳闸机率，缩小了停电范围，使上一级线路正常供电。
3、分支线断路器自动化终端：当分支线发生故障时，由分支线断路器直接自动切除，有效躲避了瞬时性故障，不会引起主线路停电和出线断路器跳闸，从而缩小了停电范围，使上一级线路正常供电。
4、联络开关自动化终端：正常工作时可以采集开关两侧三相电压和电流，具有闭锁合闸功能，若联络开关两边有电压时，联络开关分闸且闭锁合闸；若联络开关一边失压时，联络开关合闸且闭锁分闸。
各设备自动化终端在实现自动化过程中具备电压时间的时序逻辑判别和故障电流过流记忆判别的复合判据闭锁控制功能。配备有速断、过流、零序保护和重合闸功能。保护配合满足继电保护整定相关规范标准要求，可根据具体接线和保护配置要求设置定值。线路在发生故障时，自动化终端还可通过无线公网、光缆等通信方式，将开关动作、电流电压越限告警和故障信号等线路信息实时上传至自动化主站或相关调度、运维人员。
五、总结
目前配网自动化建设正在大量建设阶段，其覆盖率还不高，整个自动化系统应用距理论研究的理想目标还有很大差距。本文仅对配网自动化建设中的馈线自动化进行简要分析，在已建成的馈线自动化线路中，运行效果基本达到设计要求，但要建设真正的智能配电网，还有诸多的技术问题需解决，相信通过自动化建设的不断完善，智能配电网终将建成。
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论文作者:陈小明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/2
标签：故障论文; 断路器论文; 线路论文; 终端论文; 电压论文; 电流论文; 主线论文; 《电力设备》2017年第35期论文;