配电网馈线自动化技术及其应用 徐冰

发表时间:2021/1/15   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:徐冰
[导读] 摘要:为满足人们不断提升的电力需求,我国电力行业积极引入和研发配电网馈线自动化技术,以期能够提升新时期电力供应的质量。
        云南电网公司普洱供电局  云南普洱  665000
        摘要:为满足人们不断提升的电力需求,我国电力行业积极引入和研发配电网馈线自动化技术,以期能够提升新时期电力供应的质量。本文将简要阐述配电网馈线自动化技术的发展现状,并结合常见类型、基本功能和工作模式,分析和探索配电网馈线自动化技术具体应用形式,以期切实提升供电能力,推动我国电力行业的健康发展。
        关键词:配线网;馈线;自动化
        虽然伴随着我国科学技术的突飞猛进,电力行业的科技水平得到显著的提升,但是对于配电网馈线自动技术的研究仍有很大的提升空间,其实际运用过程也存在明显的弊病,因此,总结配电网馈线自动化技术的发展现状,深入了解其技术类型、基本功能和工作原理,探索其具应用形式,对于促进电力行业发展具有极为重要的实践意义。
        一、配电网馈线自动化技术的发展现状
        “2-1”联络型和单放射型网架在现阶段10 kV架空线路网架领域最为常见,这两种网架具有以下共同特征:(1)线路比较复杂,即主干线路都包含若干分支线路,每个分支线路又再次被细分(2)线路故障难以排查,即任意支线故障会导致全线停电。基于上述原因,电力工作者需要对现有馈线自动化技术进行优化和研究,确保当配电网出现故障时能够快速、精准地识别出故障点,并将其从线路中隔离出来,从而在极短的时间内解决停电问题。随着近几年我国电力技术的飞速发展,配电网馈线自动化技术在主站系统及配电终端智能领域已经取得了明显的进展,但是在配电网故障定位、识别、隔离等技术领域,还有较大的研究和提升空间。因此,提升配电网故障定位、识别、隔离的精准度和反应效率、最大化减少停电时间、缩小停电范围,是现阶段配电网馈线自动化的主要实施和研究目的[1]。
        二、配电网馈线自动化技术的类型
        现阶段配电网馈线自动化技术主要有以下三种类型:
        首先是集中式馈线自动化技术。这种技术类型的应用主要依托于主站系统及通信系统的集中控制,能够高精度采集配电网运行过程中的各类数据信息,确保主站系统能够实时获取配电网终端的各项数据信息,从而准确掌握当前配电网的运行状态。同时,集中式馈线自动化技术能够对配电网运行过程中产生的故障进行识别和定位,并具备自动化的故障隔离与恢复供电功能。目前,我国对于该技术类型中主站系统和终端技术已经具备了一定深度的研究,但是鉴于远程遥控技术在具体应用过程中的安全性,现阶段,集中式馈线自动化技术的应用场景还比较少,与之相对应细节技术也有较大的提升空间[2]。
        其次是就地式馈线自动化技术。就地式馈线自动化技术的系统结构相对比较简单,对通信通道的依赖度比较低,仅凭借分段器和重合器就能够完成配电网线路故障的定位和隔离工作,能够在较短的时间内恢复非故障区的正常供电。在现阶段的实际配电网工程中,专业技术人员通常会采用“重合器”与“电压/时间型分段器”整合使用的方式,实现故障快速定位的功能。就地式馈线自动化技术在C类及以下供电地区具有较高的可行性,特别是农村和城郊地区架空线路区域。因为我国对该类型技术的研究比较成熟,所以其应用比较广泛。
        最后是智能分布式馈线自动化。这是随着信息技术飞速发展,在近几年新型的馈线自动化技术类型。在该技术中,配电子站系统与各配电终端相连,并频繁进行各项数据信息的交换工作,从而通过配电子站实现对配电网终端的控制工作,进而实现故障识别、定位、隔离、恢复供电等功能。该技术的优点在于,当配电网出现通信故障时,馈线自动化控制系统依旧能够正常工作。因此,智能分布式馈线自动化技术在B类及以上供电区域具有较高的可行性,尤其是在敏感负荷电缆线路中的应用更为广泛。因为该技术属于新兴技术,所以在我国的应用度还比较低,仍处于探索、研究和实验阶段[3]。
        三、配电网馈线自动化的基本功能与工作模式
        馈线自动化技术(FA)的基本功能为:当系统某处发生故障时,在极短的时间内利用物理结构开关切断电源,最大程度降低故障对整个系统的不利影响,同时,借助主站系统强大的数据分析能力在几分钟内结合终端传回的数据信息完成故障定位、计算、隔离等故障处理措施的选择和指令下达工作。在理想的状态下,FA能够在20分钟内完成上述工作,实现恢复供电。近几年,黑客利用互联网攻击、破坏配电网FA系统,造成系统崩溃的案例时有发生,为了解决这一问题,国家电网积极引入GPRS、以太网等先进技术,研发出更为先进的FTU馈电自动系统,包含专线、无线、外网等多元化的工作模式,不仅有效控制了建设成本,还显著提升了FA的安全性、稳定性和功能性。


        FA的工作流程包含故障诊断和故障处理两个阶段。故障处理是FA的核心功能,相较于传统的重合闸模式,FA具有更高的灵活性、及时性和可靠性,能够对配电网中出现的瞬时或永久故障进行在线实时处理,从而有效避免电闸闭合对配电网及电力系统造成的电流振荡影响,进而降低配电网的二次损坏[4]。
        四、配电网馈线自动化技术的应用分析
        (一)DTU及FTU的故障处理
        DTU和FTU采集系统是自动终端系统的重要功能单元,分布与整个配电网络的各个部位,能够实时采集特定位置的电流和电压数据信息,并及时将采集到的数据信息送回子系统的数据中心进行分析和计算,从而达到及时定位配电网故障位置,快速分析故障类型、性质以及破坏程度的功能,同时,将所有数据信息和分析结果上传至主站系统。可见,在故障检测和处理过程中,馈线终端扮演着一线工作者和执行者的角色,是配电网FA系统的核心组成部分。而馈线终端对异常运行数据的敏感性识别与数据信息的实时性传输是保证FA故障检测效果的关键因素[5]。
        (二)架空线路的故障处理
        受地面、空间等环境因素的影响,很多电网线路无法在地下或地表进行敷设,而传统形式的架空线路故障检测只能发生在线路短路或配电网断电后,由专业人员通过人力逐个供电区间进行排查,不仅耗费大量的人力和物力,工作效率低下,而且具有较高的安全隐患。而引入配电网FA系统,则能够有效解决上述问题。当某供电区域架空线路发生故障时,架空装置上的FTU检查设备通过与主站心痛和子站系统的协同作用,共同进行故障位置的精准定位,并利用数据分析判断故障的类型和产生原因,同时将所有数据和分析结果回执到配电网总控室,由专业人员制定进一步的处理措施。在此过程中,FTU负责配电网故障位置的识别和定位,FTU、主站数据分析中心、子站系统共同完成故障分析、信息传输、指令传达、恢复供电等工作。
        (三)故障诊断中的时间分配
        在配电网中,故障类型通常包含两种,一种是主干线故障,另一种是永久性故障。当发生永久性故障时,系统会立刻采取断电保护和试行通电处理,处理故障的时间通常为3~5秒。如果试通电失败,则系统会将本次故障判定为主干线路故障。配电网FA系统的子系统具有采集故障信息和开关闸信息的功能,其故障定位时间通常不超过2秒,如果利用RTU技术转发,时间会控制在3~5秒。通过配电网FA系统,能够在几分钟之内完成配电网故障定位、诊断以及处理等工作,不仅有效节约了人力物力的投入,还能够显著提升故障处理和恢复供电的效率[6]。
        结语:
        综上所述,馈线自动化技术主要有就地式、集中式、智能分散式三种主要类型,每种类型都有其各自的技术特点和适用范围,因此在实际工程中,需要结合实际需求和情况,灵活选择,同时,电力企业和相关技术人员还要重视馈线自动化技术在DTU及FTU故障处理、架空线路故障处理等领域的应用作用,最大化发挥其技术优势,推动我国电力行业的健康发展。
        参考文献:
        [1]秦明辉,葛林,陈雷刚.10kV配网自适应综合型馈线自动化技术测试问题及解决措施[J].电气技术,2020,21(06):132-136+140.
        [2]王坚.配电网自动化技术及其应用探讨[J].通信电源技术,2020,37(02):248-249.
        [3]汤永成.环网柜集中控制型以及分布式控制型馈线自动化测试方案优化[J].自动化应用,2020(01):129-132.
        [4]茶智学.10kV配电网系统自动化关键技术要点探讨[J].科学技术创新,2020(01):195-196.
        [5]徐伟斌.城市配电网馈线自动化技术的发展及应用研究[J].电子测试,2019(23):121-123.
        [6]李济山.配电网馈线自动化技术分析[J].科技风,2019(33):183.
        作者简介
        徐冰(1967.3.1—),性别:男;籍贯:云南景谷;民族:汉;学历:本科;职称:工程师,研究方向:配网;单位:云南电网公司普洱供电局。
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