电力论文发表10kV线路馈线自动化和故障定位“二遥”综合系统的研

　　摘要：10kV线路馈线自动化和故障定位“二遥”综合系统是指在配网10kV线路的运行管理中将两种系统的功能结合起来，实现故障自动定位隔离，具备遥测遥信功能的配网自动化系统。文章介绍了馈线自动化和故障定位“二遥”综合系统的原理、系统设计、通信方式和主站功能设计，并对该系统的使用效果和效益进行了分析。

　　关键词：电力论文发表,10kV线路,馈线自动化,故障定位,“二遥”综合系统,配网自动化系统

　　1 概述

　　馈线自动化系统是在10kV线路上实现配电网运行监视和10kV线路上故障区段自动隔离的自动化系统，故障定位系统是通过故障指示器实现故障区段自动定位的自动化系统。10kV线路馈线自动化和故障定位“二遥”综合系统是指在配网10kV线路的运行管理中将两种系统的功能结合起来，实现故障自动定位隔离，同时具备遥测遥信功能的配网自动化系统。

　　我国的电网实际情况是，对高压输电网的故障基本可以做到精确定位，对于配电网则逐渐推广应用基于馈线终端FTU和SCADA配合实现的故障定位技术，用于取代基于重合器和分段器的故障定位方式。采用FTU对线路的故障信息进行监测，再经过通讯网络将监测到的故障信息输送至SCADA系统，SCADA系统利用程序设定的故障定位算法将故障点的范围定位出来。

　　中山供电局在运行过程中在日常工作中对馈线自动化系统具有较多应用，同时也具有较多的故障定位实践。经过多年的经验积累，中山供电局发现在对于10kV配电线路，由于接线方式复杂，架空线路与电缆线路同时存在，尤其是这两种线路混合构成的电网中，单独运用自动化系统或故障定位装置，都无法达到目前对运行的技术要求。因此需要将这两种系统综合运用起来，开发出一个“二遥”综合系统，能将两种系统的优势都充分发挥出来，减少故障点查找时间，提高运行水平。

　　2 系统工作原理

　　2.1 10kV馈线自动化系统

　　中山供电局目前的馈线自动化系统，是结合电压型开关以及电流型开关组成具有较强性能的FTU，基于电源变压器对FTU进行改进，设计成能够自动断开单相接地故障的自动化系统。其设计原理图如图1所示：

　　图1 系统典型设计原理图

　　根据图1可知，若A点发生相间短路故障，则变电站后天报接地告警，根据小电流接地选线装置确定故障线路，找到A故障点后断开FCB1开关，接地故障告警消失，K1、K2此刻失去电压。经过一定时间延时后FCB1重合闸，而K1则延时合闸。若A点为瞬时故障点，则K1合闸于正常线路，线路恢复正常运行状态;若A点为永久性故障，则FCB1迅速断开，K1、K2再次失压后闭锁不再合闸。FCB1经延时后再次重合，此时FCB1至K1段线路恢复正常供电，K3经延时后合闸，K2至K3段也恢复正常供电;K1、K2保持断开状态，将A故障点与电网相隔离。

　　2.2 故障定位系统

　　故障定位系统主要由故障检测装置以及通信模块构成。利用故障检测装置对10kV线路的电流进行监测，判断出电流是否在正常的大小范围内，还是发生了接地短路故障。该装置专门对零序电流进行监测，若零序电流超过整定值，则装置会将故障数据发送给显示模块，将故障信号就地指示出来。同时，装置会通过通信通道将监测到的正常电流数据以及判断的故障数据发送给远传终端，与主站建立通信连接。传送数据每隔固定时间进行刷新和上送，因此系统具有实时故障定位的

　　功能。

　　3 设计方案

　　(1)在配网的架空线路上，负荷开关主要用于分合正常电流，不能分断故障电流，此类开关更适合于与变电站内的断路器进行配合;(2)在配网中的开关柜和环网柜中，操作机构一般没有电动机构，如果要实现自动化控制，则要重新对设备进行设计和改造，具有较大的工作量。因此为了增加可行性，应当选用功能比较简单的故障定位系统;(3)从现实情况来看，在配网系统中，工作人员一般对自动化技术和通信技术不太熟悉，对复杂的自动化设备以及通讯设备不具有较强的维护技术水平。为了降低维护难度，增加系统可用性，应当选用较为简单的设备更利于推广。

　　综合上述情况分析，中山供电局目前采取的设计方案为：10kV架空线路配置馈线自动化系统;全电缆线路配置故障定位系统;对于架空与电缆相混合的线路，则在架空线部分配置馈线自动化，在电缆线路部分配置故障定位系统。将两个系统的数据综合起来后，利用软件对数据展开分析，构成一个能够实现故障自动定位，并自动处理故障的自动化系统。

　　系统设计如图2所示：

　　图2 系统设计示意图

　　4 通讯方式及主站功能

　　4.1 系统通讯方式

　　综合系统利用通信模块与主站建立联系。本系统采用GPRS技术进行数据输送。由于电力系统要做到故障定位，其故障信息传送的实时性要求较高，因此采用APN方式直接接入通信网络，通过这样的方式直接建立一个分散的设备与主站之间的专用通行通道，同时也保证了数据传送的安全性。

　　在系统正常运行时，通讯终端用GPRS技术给主站传输开关分合状态、线路电流数据以及线路电压数据。若线路发生故障，则FTU和变电站内的断路器配合动作，将故障点与电网隔离开，变电站可以为非故障线路段继续供电。非故障段的通讯模块继续向主站提供实时监测数据，故障段的定位装置则向主站发送定位信息。主站的后台软件对收到的数据综合分析处理后，将馈线故障段识别出来。

　　4.2 主站

　　为达到日益提高的标准，主站需要具有以下四种功能：(1)采集数据并进行处理的功能。需要采集的数据主要包括开关的分合状态、各项电流、相电压以及有功功率等几个参数;(2)定位故障区间的功能。能够对综合系统涵盖范围内的线路故障进行定位，并发送定位信号，便于维修人员查找;(3)图形功能。通过图形方式指示出故障区域，并显示开关的状态量;(4)作图功能。具有作图工具，对监控图进行绘制，便于工作人员监控。

　　5 应用效果和效益

　　中山供电局在综合系统取得良好应用效果的情况下，开展了馈线自动化和故障定位“二遥”综合系统的整合工作，对1000多条馈线进行了10kV线路馈线自动化和故障定位“二遥”综合系统的推广应用，并顺利完成了后台主站系统的软件整合。该系统能够帮助运行人员快速查找故障点，缩短故障隔离时间，减轻运行人员压力，大幅缩短故障隔离时间，避免非故障段用户长时间停电，有效提高供电可靠性。对于架空电缆混合线路，故障查找时间将更短。

　　6 结语

　　将馈线自动化和故障定位系统综合成一个“二遥”综合自动化平台，可充分发挥这两种系统的功能，加快10kV线路的故障查找速度。从实际运行的情况看，该系统功能完善，准确性和可靠性很高，可减少运行人员的故障查找工作量，提高效率，实用效果良好，适合配网10kV线路实际，并可为将来配网自动化系统的进一步提高和发展奠定基础。

　　参考文献

　　[1] 唐海军.基于GPRS的配电网馈线自动化模式的探讨[J].电力系统自动化，2006，30(7).

　　[2] 刘永福，刘兴龙，王斌，等.基于GPRS的农村配电网馈线自动化系统的设计[J].农机化研究，2008.

　　[3] 田章欣，刘锋格.配电网自动化系统通信规约的探讨[J].河北电力技术，2001，20(4).

　　作者简介：黄智春(1974-)，广东中山人，广东电网公司中山供电局工程师，研究方向：配网规划建设运行、配电线路运行及自动化。