馈线自动化的建设方案分析

Electric Power System EquipmentElectric System电力系统

2019年第9期

2019 No.9

馈线自动化的建设方案分析

伍灿耀

（鹤山市电力设计有限公司，广东鹤山 529700）

［摘 要］本文通过对电网馈线自动化的设备型式及通信方式的比较，提出各自适用的场景，并对就地型馈线自动化各节点的保护配合进行分析，提出自动化开关布点的建议。［关键词］就地型；馈线保护；自动化；通信［中图分类号］TM76 ［文献标志码］A ［文章编号］1001–523X（2019）09–0085–02

Analysis of Construction plan For Feeder Automation

Wu Can-yao

［Abstract］This paper proposes the applicable scenarios by comparing the equipment types and communication methods of grid feeder automation, and analyzes the protection coordination of each node of local feeder automation, and puts forward suggestions for automatic switch layout.

［Keywords］in-situ type; feeder protection; automation; communication配电网馈线实现自动化后，一方面可减少故障停电及计划停电时间，提高配电基础设施的利用率，保障供电可靠性；另一方面通过监控对运行数据的收集，更加科学地安排配电网运行方式，开展规划设计、经济调度、节能降损等工作。本文就馈线自动化选用的设备型式及通信方式展开论述。1 自动化开关的选型

1.1 负荷开关

纤通信技术主要有PTN、工业以太网和EPON 3种技术。PTN设备组网带宽大、保护机制更好，但建设成本高。建议在光缆成环、配网通信节点变动较频繁的区域优先选择工业以太网技术，在光缆无法成环，配网通信节点相对稳定的区域选择EPON技术；如资金充裕，可以考虑PTN设备组网。

2.2 无线专网通信

在线路短、负荷集中的中心城区，因供电半径短，离变

电站、系统电源较近，短路电流非常大，可能达到30 kA及以上，超出了常规断路器的开断电流25 kA的限制，可选取负荷开关。故障时均由变电站开关跳闸重合，配合负荷开关动作隔离故障，恢复非故障区域供电[1]。采用负荷开关虽然不能直接跳开故障电流，但是在配合隔离故障区段方面还是非常有效的。

1.2 负荷开关的不足

无线专网专网专用，安全可靠，支持移动办公、应急指挥等业务。目前无线专网主要有230 MHz及1.8 GHz两个频段。1.8 GHz频带比230 MHz大，可承载电网视频、应急指挥通信、移动办公等业务，但覆盖能力较差[2]。目前市场230 MHz频段的电力通信终端产品比较丰富，价格较低，所以建设无线专网以230 MHz基站为主，在接入带宽需求高的区域（如视频、语音通信）建设1.8 GHz基站。

2.3 无线公网通信

（1）自动化负荷开关的动作逻辑是“有压合闸，失压分闸”，其在运行转检修前必须先退出二次压板。如果运维人员按普通负荷开关操作流程进行操作，负荷开关断开后有压逻辑就启动，经过整定时间（一般为3~7 s）负荷开关将自动合闸，容易造成带负荷分刀闸误操作和线路缺相运行。（2）自动化负荷开关大部分为电磁操作机构，有以下缺点：合闸电流大，容易烧坏辅助接点；电源电压变动对合闸速度影响大，甚至不能合闸。在实际使用中存在以下问题：开关要求合闸电压208 V，若安装在10 kV电压相对偏低（9.3 kV/204.6 V）的线路后段，在线路供电时，有压逻辑启动，但由于电压低不能合闸造成后段送电失败，会让运维人员误以为后段线路有故障。

1.3 断路器

公网无线通信施工速度快，基于运营商快速建立通信，但带宽低、时延大、安全性低、长期租用费用高，可在光纤、无线专网覆盖的范围外使用。

2.4 载波通信

（1）线路长、分支多，负荷相对分散，线路短路电流一般不会达到 20 kA，可以选用自动化断路器。自动化断路器自身可以切断故障电流，且可以设置两次重合闸，可减少变电站开关跳闸重复动作及冲击，减少线路故障对非故障区域造成的停电影响和设备冲击，提高供电可靠性和供电质量。

（2）自动化断路器比普通断路器多一个控制器，其他和普通断路器一样，具备切断故障电流的灭弧功能，开关性能比负荷开关好，两者价格差别不大。从实际运行情况来看，自动化断路器比自动化负荷开关的要好，运行比较稳定，操作方便，一般情况下可优先选用断路器。2 配网通信方式的选择

2.1 光纤通信

中低压载波技术传输速率低、信号衰减大、施工维护需要停电，与供电可靠性指标相矛盾，仅适用于电能表位置分散的低压台区，或作为终端与采集器之间的通信方式。3 馈线自动化的保护实现方式

馈线自动化主要采用就地型馈线自动化，是指不依赖于配电自动化主站通信，由现场自动化开关与终端协同配合实现故障快速定位/隔离以及恢复非故障区域供电。就地型馈线自动化可分为电压-时间型和电压-电流型，均需要通过与变电站馈线开关2次重合闸配合。本文以电压-电流型逻辑分析馈线自动化保护动作过程[3]。

3.1 就地保护型的动作逻辑

1CB FSW13YSW1YSW2ZB1FB FSW22 YSW3LSWZSW1图1 馈线自动化开关配置图

光纤通信容量大、稳定可靠，是电网骨干网络的通信方式。在A、B类供电分区或有条件的地方优先考虑光纤通信。光

图1为馈线自动化开关配置。图中CB为变电站馈线断路器，FB为分段断路器，FSW为分段负荷开关，ZB为分支分界断路器，ZSW为分支负荷开关，LSW为线路联络开关。保护动作原理如下。

2019.9 电力系统装备丨85

2019年第9期

2019 No.9

Electric System电力系统

Electric Power System Equipment电力系统装备

电力工程技术在智能电网建设中的应用研究

吴文毓

（广东诚誉工程咨询监理有限公司，广东佛山 528000）

［摘 要］近年来，我国社会发展水平推动了社会生产力、生活等众多方面的飞速发展，随着人们生活质量的不断提高，对电力的需求量也在不断的加大，使智能电网的建设工作受到了社会各行各业的广泛重视。目前传统电网保证了人们日常基本生活的电力需求，方便了人们的出行与生活。随着电力工程技术的不断进步与优化，将持续提升智能化电网的应用，使电网的运行过程更加安全和稳定。本文就电力工程技术在智能电网建设中的应用进行研究，探讨智能电网中存在的问题，寻求解决问题的办法。

［关键词］电力工程的技术；智能电网的建设；应用研究［中图分类号］TM76 ［文献标志码］A ［文章编号］1001–523X（2019）09–0086–02

Application Research of Power Engineering Technology in

Smart Grid Construction

Wu Wen-yu

［Abstract］In recent years, China’s social development level has promoted the rapid development of many aspects such as social productivity and life. With the continuous improvement of people’s quality of life, the demand for electricity is also increasing, making the construction of smart grids subject to It has paid extensive attention to all walks of life in society. At present, the traditional power grid guarantees the daily basic needs of people, facilitates people’s travel and life, and guarantees the needs of people’s electricity. With the continuous improvement and optimization of power engineering technology, the application of intelligent power grid will continue to be improved, making the operation process of the power grid more secure and stable. On the application research of power engineering technology in the construction of smart grid, explore the problems existing in the smart grid and seek solutions to the problem. ［Keywords］power engineering technology; smart grid construction; application research就目前的电力工程发展情况来看，智能电网将以科学性、安全性与稳定性的特点，对未来的电力发展起着重要的作用。社会发展的潮流，在加速社会对电力的需求，故而电力行业要不断寻找先进的电力工程技术及设备，加强对智能电网建设的研究，在实际生活与生产中加以运用。推进国家电网建设的发展，让电网持续顺利的运行，保障人们生活所需，提

高生活质量。

1 对智能电网的分析

1.1 智能电网的概述

智能电网的定义，就是电网的智能化，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、设备技术、控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，

假设断路器CB、FB一次重合闸时间5s，二次重合时间为60s。负荷开关FSW1、FSW2、YSW1、YSW2、ZSW1、YSW3得电后5 s延时合闸，失电后0 s分闸，合闸3s内未检测到故障电流闭锁分闸，否则分闸后闭锁合闸。ZB1一次重合闸时间5s。

（1）故障点1：隔离故障耗时约70 s。

①CB保护跳闸，FSW1、FSW2、ZSW1、YSW1-YSW3在失压后立即跳闸。

②CB在5 s后重合闸，FSW1一侧有压，延时5 s合闸。③由于是永久故障，CB再次跳闸，FSW1失压分闸，并闭锁合闸。

④CB在60 s后第二次重合闸，重合成功。FSW1成功隔离故障。

（2）故障点2：隔离故障耗时约75 s。

①FB保护动作跳闸，FSW2、ZSW1、YSW3失压后立即跳闸。

②FB在5 s后重合闸；FSW2一侧有压，在延时5 s后合闸。FSW2在3 s后闭锁分闸，ZSW1一侧有压，在延时5 s后合闸。

③由于是永久故障，FB再次跳闸，ZSW1分闸并闭锁合闸。④FB在60 s后第二次重合闸，重合成功。ZSW1成功隔离故障。

（3）故障点3：ZB1保护动作跳闸，YSW1、YSW2失压

86丨电力系统装备 2019.9

后立即跳闸；随后ZB1在5 s后重合闸于故障再次跳闸，并闭

锁合闸。ZB1成功隔离故障，耗时约5 s。

综上，在分段点、重要分支线设置自动化开关，可减少故障影响范围。但自动化开关太多会造成配合时间整定困难，建议主干线长度少于15 km时，设置2台为自动化分段开关，主干线长度超过15 km时，自动化分段开关增加1台，当分支线较长或负荷较重时设置自动化分支线开关。4 结语

进行自动化改造时，根据线路短路电流选择自动化开关，超过25 kV选择负荷开关，否则选用断路器；在A、B类及有条件的地方采用工业以太网光纤通信，其他选择无线公网及无线专网；在馈线设置合理的分段及分支线自动化开关，可最大程度减少故障影响范围，可在2min内自动隔离故障，免去一般线路故障后运维人员逐段线路巡查依次逐级供电的麻烦，提高了供电可靠性，也有巨大的社会效益和经济效益。

参考文献

[1] 徐懿，方勇.10 kV线路馈线自动化在城区配网的研究与运用[J].贵州电力技术，2014（12）：51-53.[2] 惠文博.电力通信专网中无线通信技术的运用分析[J].科技创新导报，2017（26）：132-134.[3] 葛馨远.配电自动化技术问答[M].北京：中国电力出版社，2016.