智能分布式馈线自动化策略比较及方案制定

智能分布式馈线自动化策略比较及方案制定

罗　滨，郑淑仪

（）广东电网有限责任公司汕头供电局，广东汕头５１５０４１

摘　要：目前，在配网自动化的馈线自动化方案中，智能分布式馈线自动化方案根据故障隔离及恢复供电的速度可

分为速动型智能分布式馈线自动化和缓动型智能分布式馈线自动化。通过论述两种方案的动作策略及优缺点，讨论自动化方案的选择。

关键词：速动型；缓动型；智能分布式；故障定位；故障隔离中图分类号：ＴＭ７６２

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ｆａｕｌｔｏｗｅｒｉｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｓｓｔｅｍ，ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｅｅｄｅｒａｕｔｏｍａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄ　　　　　　　　　　　　　　　ｐｙｇｉｎｔｏｉｎｓｔａｎｔａｃｔｉｏｎｔｅａｎｄｄｅｌａａｃｔｉｏｎｔｅ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｅｘｏｕｎｄｓｔｈｅａｃｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｉｅｓａｎｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｅｓａｎｄｄｉｓｖａｎｔａ　　　　　　　　　　　　　　　　－ｙｐｙｙｐｐｇｇｇ　

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DOI:10.19768/j.cnki.dgjs.2019.09.041

０引言

目前，馈线自动化主要有就地型馈线自动化及主站型馈线自动化两大类。其中，就地型馈线自动化不依赖主站，主要有基于重合器、分段器方式的电压－电流－时间型馈线自动化及智能分布式馈线自动化两大类。电压－电流－时间型馈线自动化主要是失压分闸、故障电流闭锁合闸的一种就地式馈线自动化；智能分布式馈线自动化是基于对通信规约、网络式面保护的等通信“ＩＥＣ６１８５０＋ＧＯＯＳＥ”　

］１２－。目前，各厂家的智能分布式一种就地式馈线自动化［

１速动型智能分布式馈线自动化故障诊断逻辑

速动型智能分布式馈线自动化是智能分布式馈线自动化中效率最高的一种，能在馈线发生故障时快速切除故障并迅速转供电，整个故障切除及转供的过程不需要变电站１０ｋＶ开关保护的配合。速动型智能分布式馈线自动化的主要特点是线路上自动化开关均为断路器，并配备网络式面保护，终端间采用光纤以太网连接，采用“ＩＥＣ６１８５０＋　通信规约，当故障发生时通过终端间快速交换信ＧＯＯＳＥ”息，保护能迅速动作，快速切除线路故障，即自动化终端能快速判断出主干线或支线上的故障是否发生在本区域并发出指令迅速隔离故障段，恢复非故障段的供电。整个隔离故障的过程应在变电站１０ｋＶ出线开关继电保护动作前完成。

在汕头局，变电站１０ｋＶ出线开关的速断保护延时为，即当线路发生相间短路故障时，自动化开关应在０．３ｓ０．３ｓ前完成整个故障判断并切除故障。后续的非故障段负荷的转供一般在２ｓ内完成。

汕头局速动型智能分布式馈线自动化故障诊断逻辑说

］１３－，相关图如图１所示。明如下［

馈线自动化方案差异较大。有些厂家将配电终端分为区域级配电终端及单元级配电终端，由区域级配电终端完成故障判断及实施转供；有些厂家则仅采用单元级配电终端，终端间处于对等状态，故障判断及转供实施均由配电终端自身根据采集到的相关信号作出判断。智能分布式馈线自动化根据故障切除的时效性及对自动化开关要求的不同等特点，分为速动型智能分布式及缓动型智能分布式。本文就速动型智能分布式、缓动型智能分布式馈线自动化策略的优缺点进行比较，并阐述汕头地区智能分布式馈线自动化方案的制定原则。

收稿日期：２０１８１３－１－１

，作者简介：罗滨（高级工程师，从事配网自动化技术管１９７１－），理工作；郑淑仪（从事配网自动化的运维相关工作。１９９１－）

）（变电站电源侧主干线Ｆ１１故障时，诊断逻辑如下：）动作；ＫＣＢ１感受到故障电流后，速断保护（３００ｍｓ１启动“失电延时分闸并闭锁”功能，延时３００ｍｓ分闸；Ｋ１０在单侧失压后，启动延时，在延时期间收到Ｋ１成功隔离信号，

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２ｓ延时到后发合闸命令，合闸。

（２）配电房分支线Ｆ２故障时，诊断逻辑如下：当Ｋ８

后段故障时，ＣＢ１、Ｋ１、Ｋ５、Ｋ６、Ｋ８感受到故障电流，Ｋ８满足故障跳闸条件，启动智能分布式网络保护功能，跳闸；ＣＢ１、Ｋ１、Ｋ５、Ｋ６处于后备状态；在故障点切除后，终端状态返回，开关状态无变化。

（３）主干线Ｆ３故障，诊断逻辑如下：ＣＢ１、Ｋ１、Ｋ５感受到故障电流，Ｋ５满足故障跳闸条件，跳闸；Ｋ６没有检测到过流，在失流后收到Ｋ５的“故障跳闸”标志信号后，进入“分闸并闭锁”；Ｋ１０在单侧失压后，启动延时，在延时期间收到Ｋ６成功隔离信号，２ｓ延时到后发合闸命令，合闸。

２缓动型智能分布式馈线自动化故障诊断逻辑

缓动型智能分布式馈线自动化与速动型智能分布式馈线自动化的主要差别是主干线上的分段开关采用负荷开关策略并配备网络式面保护，即主线上开关检测到故障并检测到系统失压后跳闸，因此缓动型智能分布式馈线自动化要求变电站重合闸投入配合。当故障点在变电站的１０ｋＶ出线首段时，为准确定位故障段并实现隔离，变电站１０ｋＶ开关应配置相应的网络式保护装置并与其它开关通

信；若变电站１０ｋＶ无配置，则可采用重合闸后加速闭锁实现隔离。

在汕头局，缓动型智能分布式馈线自动化线路的变电站１０ｋＶ出线开关的重合闸设置为５ｓ，即故障隔离并转供恢复供电的时间为５ｓ。缓动型的通信网络与速动型一样，采用光纤以太网连接并采用“ＩＥＣ　６１８５０＋ＧＯＯＳＥ”通信规约。缓动型智能分布式馈线自动化网络式面保护只部署在主干线上，分支线采用常规电流保护并与网络式面保护、变电站１０ｋＶ开关电流保护实现级差配合，这样可大大简化网络面保护的配置复杂程度。

缓动型智能分布式馈线自动化故障诊断逻辑说明如下

［１－３］，相关图如图１所示。

（１）变电站电源侧主干线Ｆ１故障：ＣＢ１感受到故障电

流后，速断保护（３００ｍｓ）动作；Ｋ１、Ｋ５均未感受到故障电流，Ｋ１分闸闭锁；ＣＢ１与Ｋ１通信，确定故障段，ＣＢ１不重合（ＣＢ１为网络式面保护策略），或ＣＢ１不与Ｋ１通

信，启动重合闸失败后加速闭锁（ＣＢ１不纳入网络式面保护策略，采用重合闸后加速闭锁功能实现故障段的隔离，这种情况下ＣＢ１需重合１次故障）

。技术解决方案　电工技术

（２）配电房分支线Ｆ２故障：当Ｋ８后段故障时，ＣＢ１、Ｋ１、Ｋ５、Ｋ６、Ｋ８感受到故障电流，Ｋ８满足常规电流保护动作条件，启动电流保护功能，跳闸；ＣＢ１、Ｋ１、Ｋ５、Ｋ６处于后备状态；在故障点切除后，终端状态返回，开关状态无变化。

（３）主干线Ｆ３发生故障：ＣＢ１感受到故障电流，速断保护（３００ｍｓ）动作；Ｋ１、Ｋ５感受到故障电流，Ｋ５满足故

障跳闸条件，跳闸；Ｋ６没有检测到过流，在失流后收到Ｋ５的“故障跳闸”标志信号后，进入“分闸并闭锁”；ＣＢ１

在５ｓ后重合闸恢复非故障段供电；Ｋ１０在单侧失压后，启动延时，在延时期间收到Ｋ６成功隔离信号，５ｓ延时到后发合闸命令，合闸。

自动化方案优缺点比较

速动型智能分布式馈线自动化和缓动型智能分布式馈线自动化各有优缺点。

（１

）速动型智能分布式馈线自动化优点：能快速切除支线及主干线上的故障，除变电站１０ｋＶ出线的首段线路外，其它线路故障不会导致变电站１０ｋＶ出线开关跳闸；可最大限度减少事故跳闸的影响范围并快速恢复供电；变电站１０ｋＶ开关不需参与馈线自动化策略，只需常规的电流保护；不需配网主站的参与，只依靠配电终端间的间隔层通信即可完成。其缺点：对网络通信速度要求很高，为确保故障发生时线路上开关能及时准确判断并迅速切除故障，故障发生时终端间需进行快速、可靠的数据交换，这对网络状况、网络通信规约的实时性提出了很高的要求；对一次设备要求较高，为确保自动化开关能及时跳闸隔离开故障，除配电终端能迅速根据其它终端的信息发出隔离指令外，开关本体是否能迅速动作也是影响隔离成功率的重要因素，配电系统开关运行条件及维护状况一般不及变电站，开关固有动作时间有时偏大影响动作正确率；相应的定值配合条件较苛刻，导致配置复杂，对自动化调试及运维的要求很高。

（２）缓动型智能分布式馈线自动化优点：通过和变电站１０ｋＶ开关的保护配合，同样能达到速动型智能分布式馈线自动化的类似效果，较快地对故障设备实施隔离并转供电；通过和变电站１０ｋＶ开关保护的配合，虽然时效性没有速动型智能分布式馈线自动化高，但对一、二次设备的要求降低了，容错率增加，由开关固有动作时间及网络延时导致的误动作减少；因对动作时间的要求较低，故相应的定值配合条件较简化，对自动化调试及运维的要求较低。其缺点：动作时效性比速动型智能分布式馈线自动化低，按汕头局的配置，缓动型故障隔离及恢复供电时间为５ｓ，而且由于和变电站１０ｋＶ保护配合，需全线短时停电，而速动型智能分布式馈线自动化隔离时间在１ｓ内，恢复供电时间在２ｓ内，且可缩小故障隔离需要停电的范围；因需和变电站１０ｋＶ开关配合，故变电站需配置相应的自动化设备，或采用重合闸后加速闭锁方式解决１０ｋＶ

１１３３电工技术　技术解决方案

出线首段线路故障的隔离。

能分布式自动化调试的工作量，而运维人员对常规保护的熟悉程度高，定检运维等较容易，在支线故障时，支线开关可独立切除支线故障，从而大幅加强了自动化系统的坚强性，减少了误动作率。

４基于汕头实际的自动化方案选择

综上所述，一个地区对自动化方案的选择应根据地区的实际定位，综合考虑对供电可靠性的要求及后续运维的难度及工作量、设备状况、运维人员素质后，选择性价比最高的适合本地发展水平的最优方案。根据汕头地区的实际情况可知，辖内地区差异较大，平原与山区共存。城区无供电可靠性５ｍｉｎ内的高可靠性区域，有１ｈ供电可靠性区域及３ｈ供电可靠性区域，其中１ｈ供电可靠性区域主要集中在汕头中心城区部分，３ｈ供电可靠性区域主要集中在各区、县的核心城镇。市区电缆化率很高，总体供电可靠率要求较高，但仍以居民为主，而部分县局以架空线为主，供电负荷密度较大。

汕头局城区电缆线路采用以缓动型智能分布式馈线自动化为主的自动化方案。在满足较高的供电可靠率要求的前提下，尽量减少调试及日后运维的工作量，并提高动作准确率。为简化配置，减轻运维工作量，自动化方案应尽量简化。为简化配置，汕头局支线开关采用常规的电流保护，并不参与智能分布式自动化策略，只有主线上的分段开关参与智能分布式馈线自动化策略。这样可大幅减少智（上接第９７页）

完成后，只有将错误接线进行改正后才能进行下一步，所以该方法的优势在于逐一排查、缩小范围、定位故障。同时，电流极性检测的意义在于无电无负荷情况下，不需拆线即可进行检测，彻底解决了因电流端子短路引起的传统方法无法直接检测的问题。

５结语

本文比较了速动型智能分布式及缓动型智能分布式馈线自动化的动作逻辑，对汕头地区目前馈线自动化方案进行了论述，阐明了选择缓动型智能分布式馈线自动化方案的原因。未来随着核心城区供电可靠率要求的提高，部分高供电可靠性的区域可在缓动型智能分布式馈线自动化的基础上，逐步过渡到速动型智能分布式馈线自动化，进一步提高供电可靠性。

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２．３典型案例

用检人员在例行检查中发现某１０ｋＶ高供高计用户的电表Ｃ相电流为负值。经用电检查仪测试得如下数据：正相，Ｕａ序为＋ＩＩＵａ０°ａ、－ｃ；ｂ与Ｉａ的夹角为５ｂ与Ｉｃ的夹角为；倍率为８；计数４（。于正向总有功功率）２３０°０００５ｋＷ·ｈ

是通知装表人员到现场进行接线检查。停电后采用接线检三分检测法”进行测试，仅用时３测装置和“ｍｉｎ就发现了Ａ、Ｃ相电流回路串联及Ｃ相互感器二次回路接线问题。后

进一步查证，出厂时高压电流互感器接线错误。

３结语

本文提出一种电能计量装置接线正误判定方法，并设

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