配电主站协同式馈线自愈技术实践

配电主站协同式馈线自愈技术实践

林汉填

广东电网有限责任公司潮州供电局 广东潮州 521000

摘要：智能配电网的自愈功能至关重要，能有效配电稳定性和可靠性，从而保障为电力用户正常供电。下面，文章就结合具体案例分析配电主站协同式馈线自愈技术。

关键词：配电主站；协同式；馈线自愈

1配电馈线自愈概述

配电网均有大量的中低压馈线路, 由于故障引发部分区域停电时有发生, 应用故障定位、隔离故障和自动恢复供电系统, 能使受到故障影响而停电的非故障区域自动恢复供电。这一系统称为故障识别和恢复供电系统或故障处理系统, 是馈线自动化的主要内容。

配电网的自愈能力指配电系统能够及时检测出系统故障、对系统不安全状态进行预警, 并进行相应的操作, 使其不影响对用户的正常供电或将其影响降至最小。在无人工干预的情况下实现:

(1) 系统故障后, 自动隔离故障并自动恢复供电;

(2) 系统出现不安全状态后, 通过自动调节使系统恢复到正常状态。

2配电主站协同式馈线自愈技术特点

2.1主站自愈技术模式

对于基于主站的自愈技术，根据主站与就地的协同程度，主要分为主站集中型和主站就地协同型，主站就地协同型包含主站与级差保护协同型、主站与电压-时间/电流协同型、主站与智能分布式协同型共3类。

2.2技术原理

（1）主站集中型

主站集中型配网自愈模式具备完整的配电自动化主站、终端及通信通道。通过配电终端与配电主站的双向通信，根据实时采集的配电网和配电设备运行信息及故障信号，由配电主站自动计算或辅以人工方式远程控制开关设备投切，实现配电网运行方式优化、故障快速隔离与供电恢复。

（2）主站与级差保护协同型

级差保护式主站协同模式由配电终端就地跳闸快速完成故障上游隔离，由主站完成故障下游的故障定位、隔离及非故障区段恢复。

（3）主站与电压-时间/电流协同型

电压-时间/电流式主站协同模式由配电终端就地完成故障定位及隔离，由主站完成非故障区段转供复电。

（4）主站与智能分布式协同型

智能分布式主站协同模式由配电终端就地完成故障定位、隔离及恢复供电，主站验证就地动作正确性，并作为后备保护远程遥控优化故障处理情况。

2.3适用范围

基于主站自愈的四种技术模式的使用范围如表1所示。

表1 配网自愈模式对比表

3配电主站协同式馈线自愈测试方案

3.1测试线路

振江甲线、振江乙线、兴利甲线组成的线路逻辑图如图1所示，官塘乙线和官塘丁线组成的线路逻辑图如图2所示。

图1 振江甲线-振江乙线-兴利甲线逻辑图

图2 官塘乙线-官塘丁线逻辑图

3.2主站系统自愈功能模拟测试

（1）纯就地自愈功能模拟测试

主站系统注入模拟故障信息和配网自动化终端模拟就地自愈信息，主站系统不执行任何故障操作，只展示故障及自愈信息。观察主站系统收到故障信息指示、故障定位是否正确。

（2）协同式自愈功能模拟测试

主站系统注入模拟故障信息和模拟故障隔离信息，主站系统执行恢复供电操作，即故障隔离采用就地式，负荷转供采用主站集中式，观察主站系统故障信息指示、故障定位、故障隔离、恢复供电是否正确。

故障隔离后，分两种情况：第一种情况是全自动模式，主站系统直接执行恢复供电操作；第二种情况是半自动模式，主站系统提供恢复供电方案，由配调员确认后执行恢复供电操作。

（3）主站集中式自愈功能模拟测试

主站系统注入模拟故障信息，主站系统执行包括故障隔离、故障定位以及恢复供电的所有遥控操作。观察主站系统故障信息指示、故障定位、故障隔离、恢复供电（E4）是否正确。

故障发生后，分两种情况：第一种情况是全自动模式，主站系统直接执行所有遥控操作；第二种情况是半自动模式，主站系统提供故障定位信息和恢复供电方案，由配调员确认后执行各项操作。

主站馈线自动化测试分别针对架空线路模型和电缆线路模型进行测试，架空线路模型如图1所示，图中S1-S3为变电站出线断路器，A1-A6为干线负荷开关，B1-B4为分支负荷开关，Fi1-Fi3为故障指示器。A3和A5为联络开关。

图1 架空线路模型

架空线路测试模型中模拟的配电终端FTU、变电站出口断路器和故障指示器（若有必要）设置的IP通道号和点号，IP地址需要局方规划（变电站出口断路器、配电终端、故障指示器在不同网段），点号按照表2进行配置。

表2 架空线路测试模型IP通道和点号配置

电缆线路模型如图2所示，S1-S3为变电站出线断路器，A1-A13为环网柜进线负荷开关，B1-B18为环网柜出线负荷开关。A5和A9为联络开关。

图2 电缆线路模型

电缆线路测试模型中模拟的配电终端FTU、变电站出口断路器和故障指示器设置的IP通道号和点号，IP地址需要局方规划（变电站出口断路器与配电终端在不同网段）。

测试包括但不限于如下项目：

（1）环网柜母线故障

（2）电缆线路负荷侧故障

（3）电缆线路柜间故障

（4）架空线路首端故障

（5）架空线路馈线故障

（6）架空线路负荷侧故障

（7）架空线路末端故障

（8）多重故障

（9）线路挂牌

3.3配电终端就地式逻辑测试

配电终端投运电压时间型就地化逻辑，测试配电终端故障发生到隔离故障状态序列如下：

单侧有压，设置Uab=100v，测试仪开出分位，开入量触发，测试仪收到终端开入合闸信号，进入第2个状态。

两侧来电，设置Uab=Ubc=100v，测试仪开出合位，时间触发，测试仪等待Y时间，进入第3个状态（进入第三个状态的同时，主站注入式测试系统HW-DATS1000触发故障）。

两侧有压触发故障，设置Uab=Ubc=100v，触发故障电流，设置Ia=5A（根据终端定值），测试仪开出合位，时间触发，测试仪设置200ms（根据终端保护时长），进入第4个状态。

两侧失压（变电站分闸）等待分闸，设置Uab=Ubc=0v，测试仪开出合位，开入量触发，测试仪收到终端的开入分闸信号，进入第5个状态。

两侧无压等待合闸，设置Uab=Ubc=0v，测试仪开出分位，时间触发，测试仪设置X时间，进入第6个状态。

单侧来电，设置Uab=100v，测试仪开出分位，开入量触发，测试仪收到终端的开入合闸信号，进入第7个状态。

两侧有压再次触发故障，设置Uab=Ubc=100v，触发故障电流，设置Ia=5A（根据终端定值），测试仪开出合位，时间触发，时长200ms，进入第8个状态。

两侧失压（变电站分闸）等待分闸，设置Uab=Ubc=0v，测试仪开出合位，开入量触发，测试仪收到终端的开入分闸信号，进入第9个状态。

测试仪开出分位（同时终端上送合闸闭锁信号），时间触发，输出时长Y时间，进入第10个状态。（解除闭锁信号，用于恢复终端）设置Uab=100v，开出合位，时间触发，输出时长>X时间，状态序列结束。

4结语

经过检查测试后，可将测试过的线路投运馈线自愈功能。试点阶段宜投运半自动方式，由系统推出处理界面、调度员根据系统提示故障隔离、非故障区域恢复供电策略逐步点击执行；经一定开环运行时间之后，对于运行情况较好的线路可由半自动转为全自动方式，由系统全自动处理故障，遇到开关拒动等特殊情况人工介入处理。

参考文献

[1]史裕,许明,吕晓平,张聪,卢宪斐.城市配电网分布式自愈控制方法与系统[J].山东电力技术,2017,44(01):1-4.

[2]李国武,武宇平,张浩.智能配电网馈线自动化功能优化研究[J].电工技术,2012(09):24-26+28.