试论10kV配电网馈线自动化系统控制技术
刘伟 刘乐斌
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刘伟 刘乐斌,. 试论10kV配电网馈线自动化系统控制技术[J]. 传感器研究,2021.11. DOI:10.12721/ccn.2021.157113.
摘要: 馈线自动化系统是10kV配电网的重要组成部分,在正常的运行条件下,通过远程监控电网馈线的电压、限流情况以及联络开关和馈线分段开关的运行状态,实现馈线开关的分闸和合闸操作,自动隔离电网故障线路,获取故障信息,保障配电网非故障馈线区域的供电。因此要根据10kV配电网的运行特点,进一步完善和优化馈线自动化系统的控制技术,确保10kV配电网安全、稳定的运行。本文分析了馈线自动化系统的控制方式和控制功能,阐述了10kV配电网馈线自动化系统的控制技术。
关键词: 10KV配电网;馈线自动化;控制技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157113
基金资助:

配电自动化控制系统主要借助当前的通信技术、计算机技术、电工电子技术等搭建而成,能够实现对整个电力电网进行自动化的监视和控制,与目前电力配电管理模式相融合,更好地保证我国电力电网配电的正常运行,提高了电力企业的管理水平,同时也使每个人的供电需求得到了保障。配电控制系统自动化大致分为配电管理自动化、变电站配电自动化、配电线路的自动化、面向用户管理的自动化和配电通信的自动化等,其中配电线路的自动化即为馈线自动化,在电力电网配电过程中起着重要的作用。馈线自动化控制能够实时监控配电线路中各个供电开关的状态,得到线路正常运行过程中的电压电流,实现整个配电线路的自动控制和供电。因此结合 10kV 配电的基本情况分析馈线自动化的应用具有重要的意义。

1馈线自动化概述

馈线自动化作为目前配电线路极其重要的组成部分,通常馈线自动化能够控制配电线路中的所有低压配电线路和中压配电线路,实时监控配电线路的运行情况,包括电压大小、电流大小、负荷需求、供电开关等等,以变电站的变压器作为控制起点,沿途配电线路直至用电客户位置,通过馈线自动化系统进行控制。当配电系统输送的是高压时,如果需要采用馈线自动化系统,通常需要进行二次降压,然后通过监控变压后的配电线路来达到监控高压配电线路的目的。就目前配电负荷来看,配电变压器和大电力用户多采用的是中压配电线路,大部分的电力用户还是低压配电线路,比如普通百姓家的照明配电线路、农田灌溉所需的配电线路、小型服务类的工艺设备等,因此,馈线自动化控制系统在我国当前的配电电网中具有极其光明的应用前景。

2馈线自动化的控制方式和功能

2.1馈线自动化的控制方式

馈线自动化的控制方式主要有两种:就地控制方式和远方控制方式。开关设备若是重合分段器等,通过自身所预设的功能实现对分、合闸的控制,就可称之为就地控制;开关设备若是电动负荷开关,且配有通信设备,便可对开闸、合闸进行远方控制。其中,远方控制又有分散式和集中式两种。

2.2馈线自动化的控制功能

馈线自动化对于配电线路的控制主要体现在其对整个配电线路运行状态的监控,涉及所有配电线路中的主干线和各个支路上的电压、电流、有功功率等参数,通过这些参数的监测能够很好的体现配电线路的运行状态。同时馈线自动化控制还体现在系统对配电线路中分段开关、联络开关等装置的控制和监视,根据监视结果对其进行控制,其中能够使用遥控的装置能够实现远程遥控的功能。

馈线自动化控制系统的另一个功能是进行配电线路的故障定位,配线线路运行过程中出现故障或者异常时,控制系统能够及时监视到,进而通过发送控制信号对故障进行隔离或者短接,根据故障处理情况进行负荷恢复或者转供等。不同的配电线路出现故障需要采用不同的控制指令,如配电线路中发生永久性的故障,需要控制系统发送隔离信息,断开故障前后部位的开关;当故障发生在环网运行线路的时候,需要根据故障实际情况完成供电负荷的转供;及时对配电线路中的故障进行切除修复,保证周边用户的供电,需要进行网络结构的调整,称之为重构,由馈线自动化控制系统自动完成;当配电线路发生瞬时性故障的时候,一般通过切断线路电源就能够恢复正常,也可以通过馈线自动化控制系统根据配电线路的实际情况完成电力配电的恢复工作。

3 10kV 配电网馈线自动化系统控制技术

3.1就地式的馈线自动化技术分析

就地式的馈线自动化系统控制技术能在不依靠配电网主站的情况下,当线路遇到故障时,只能依靠由配网本身的终端或线路现场的自动化装置来协调,完成线路的故障判断、定位与隔离操作,并能通过一定的流程对非故障区域进行供电恢复。主要通过重合器方式和智能分布的方式来实现这一操作,采用重合器的方式就是指在电压分段器与电流分段器或者重合器的技术上,研究出一种无需依靠通信主站就可以运行的、可靠性较高的系统。在配电网线路发生故障时,通过线路开关设备之间的逻辑配合,利用重合器实现对故障的识别、定位与隔离并进一步恢复非故障区的供电。此外,智能分布式的馈线自动化技术则是在就地式的基础上,额外增设了光纤通讯功能,通过通信使得换网内的 FTU 之间能够相互交流,实现以秒级的速度直接跳开故障点范围内最近的两侧开关的方式,来降低停电区域同时自动合闸联络开关转供。

3.2重合器方式的就地式馈线自动化控制技术

重合器的馈线自动化主要有这两种实现途径:重合器与电压—时间型和重合器与过流脉冲计数型,通过与分段器的配合实现对线路故障位置的确定和隔离。重合器与电压—时间型配合分段器方式的馈线自动化一般采用的方式为电压—延时,在没有故障的情况下,分段点的开关应该是合闸的。当线路中有故障发生或是因为停电而造成线路出现失压现象时,开关就会变为分闸状态,当首次重合后,线路将分段投入,等到达发生故障的线路段后会再次发生跳闸,从而将故障电压传递给故障线路段周围的开关,使其在受到感应后及时进行闭锁。

站内断电器第二次合闸后,故障段将通过闭锁被隔离,线路的非故障段恢复正常供电。位于联络点位置的开关在其两端的电压均为正常状态时始终处于开闸状态,但若有一侧的电源出于某种原因表现出失压现象,开关就会做出相应的反应,随即延时并开始进入对故障的辨识状态。延时时间到后,开关会重新投入运行,并启动备用电源,使并未发生故障的正常线路段恢复正常供电状态;而如果联络开关两端的电源在同一时间内发生失压,该开关就会闭锁。

3.3 主站集中式馈线自动化控制

主站集中式馈线自动化主要是由主站对馈线故障的情况进行实时监视,紧急控制,对于10kV 配电网路的主控部分,配电主站充分利用了较为先进的通信技术进行配电线路信息数据的实时采集、整理分析、储存调用等,实现了配电线路的自动化监管。为了更好地发挥配电主站的监视作用,将其与地理信息系统一同应用能够使配电线路的故障定位更准确,使得整个馈线自动化系统能够对配电线路的运行状态进行全方位的监视和控制。

主站集中式馈线自动化控制技术是在通信技术的基础上实现配电线路的监视和控制,其控制的方式是集中控制,将电流保护和重合闸功能集成在一起,实现了配电线路故障的快速切断,适时隔离,短时间内回复线路的供电功能。此外需要特别关注的地方是该控制系统工作过程中必须对故障的位置、时间响应等节点进行记录,对记录的数据进行科学合理的统计分析,提取有用的信息应用于配电线路的控制。

4 结语

电力电网工程的飞速发展极大地推动了我国配电自动化的进步,馈线自动化控制系统在配电线路控制中的应用,大大提高了配电行业的工作效率和业务水平。不仅为用电客户的供电提供了重要的保障,同时也保证了相关企业正常生产的用电需求,为配电线路监视和控制的自动化和智能化提供了重要的技术支持。

参考文献

[1]张玉林,崔宝娣,朱正友,等.10kV 配电网自动化系统的智能化建设分析[J].通信电源技术,2019,(4):15-16.

[2]王斌.10kv 配电网馈线的自动化系统控制技术[J].工程技术:文摘版,2017(2):00005.

[3]葛树国,沈家新.10kV 配电网馈线自动化系统控制技术分析及应用[J].电网与清洁能源,2012(8):29-34.

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