配电网馈线组自动化技术及其应用分析
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[摘 要]馈线自动化在工程领域又称为配电线路自动化，作为线路的核心要件之一，是实现配电自动化的基础条件，同时又充当配电自动化监控的角色。基于此，本文在分析馈线自动化技术现状的基础上，阐述了馈线自动化的控制方式及功能，进而探讨了馈线自动化控制技术方式比较及应用，最后分析了配电网馈线组自动化应用和发展情况。
[关键词]智能电网；配电网；馈线自动化
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.02.046
[中图分类号]TM727 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2019）02-0-02
实现馈线自动化，能够精准地获取远方馈线各分段对应的开关状态，明确电压与电流的具体状况，同时还可以控制线路的合闸与分闸。当线路出现故障后，能够在极短时间内识别故障类型并隔离该区段，确保非故障区域能够正常供电。
1 馈线自动化技术现状
纵观国内各大电网公司可知，其在10 kV架空线路网架领域，最为常见的当属单放射型以及“2-1”联络型两种，可以发现二者的主干线路均配有若干分支，同时分支再次得以细分，这在很大程度上能够提升线路的复杂度，同时任何一条分支出现故障将会导致全条馈线出现停电现象，因此需要对馈线自动化展开进一步研究，当发生故障时可以精准地识别故障并将其从线路中隔离，从而将停电时间降低至数秒内。总体来说，当下国内馈线自动化已经取得一些进展，在主站系统以及智能配电终端领域技术已经较为成熟，然而故障的识别、定位以及隔离等方面依然拥有较大的进步空间。实施馈线自动化后，其主要目的便是提升故障的识别、定位以及隔离效率，尽可能缩小停电范围，减少停电时间。
2 馈线自动化的控制方式及功能
基于馈线自动化方式，能够提升线路的管控效率，获悉远方馈线分段的具体参数，并完成分闸与合闸操作。当发生故障后，能够在第一时间识别并定位故障，从而在极短时间内恢复正常供电。
（1）控制方式。控制方式具体可细分为两种，即远方控制与就地控制，不同的可控设备将会带来不同的控制方式。对于电动负荷开关而言，其对应的为远方控制方式，此时根据不同的情况的又可细化为集中式与分散式两种；对于重合器以及分段器设备而言，其对应的是就地控制方式。无论是上述哪种方式，都可以实现分闸与合闸操作。
（2）控制功能。运行状态监控是最为核心的功能。在配电网中，当线路出现永久性故障后，在开关设备的辅助下能够将故障区域及时隔离，对于环网运行的配电网而言可以起到负荷转供的效果，并恢复正常供电。在完成故障设备的隔离作业后，若线路满足相应的约束条件，此时基于缩减停电范围并确保用户能够正常用电，可以对网络结构进行相应调整，而该过程应以自动化方式展开。若出现瞬时性故障，此时可以随即开展故障电流切断作业，基于开关自动重合方式能够维持线路的正常供电。
3 馈线自动化控制技术方式比较及应用
（1）就地式馈线自动化。此方式对应的系统结构较为简单，它对于通讯通道的依赖程度不高，仅凭重合器与分段器便可完成故障隔离，非故障区域的供电能够在短时间恢复正常。在实际工程中，在重合器的基础上辅助使用电压—时间型分段器便可获悉故障的具体位置。对于C类及以下供电区而言，此方式具有较强的可行性，集中体现在农村以及城郊架空线路区域，目前国内对于此技术的应用已经较为成熟。
（2）智能分布式馈线自动化。配电子站与终端相连，并进行频繁的数据交换工作，在配电子站的作用下能够对终端进行控制，从而快速将故障隔离，维持线路正常供电。若通信网络出现故障时，智能分布式控制系统依然可以正常工作。对于B类及以上供电区域而言，此方式具有更强的适用性，常见于敏感负荷电缆线路。目前，该技术在国内的应用程度不高，依然处于实验与研究阶段。
（3）集中式馈线自动化。它密切依赖于通信以及主站集中控制方式，可以对配电网的各类数据展开高精度采集，充分获取配电终端的信息可以被主站，并明确配电网的运行状况，对故障加以识别并起到自动隔离与恢复供电的效果。目前，该方式的主站系统以及终端方面已经获得了深度的发展，但考虑到遥控技术的安全性，该技术的实际应用场景较少，对应的故障自动识别以及定位、隔离技术均有较大的进步空间。
4 配电网馈线组自动化应用
4.1 配电网馈线组自动化案例
本文围绕实际配电自动化工程展开分析，该工程所涉及的区域内共设有10 kV公用配电站1 500座，并配有145条线路，电缆化率达到96.57%，区域内的联络率高达100%。该工程馈线可分为4个区段，当下供电可靠率达到99.982%。
该区域采用的是4分段联络接线方式，如图1所示。结合图中信息进行分析可知，#1為母线，共配有4个开关，其中S1代表的是母线出口断路器，剩余3个则为分段开关。U1-U4分别代表各个分段设有的配电站个数，联络1-4指的是馈线的4个联络。
图1 典型4分段4联络接线示意
通过此次馈线自动化改造，旨在将区内供电可考虑提升至99.9%的水平。由于区域内电缆化率较高，同时考虑到资金等因素，最终将集中性馈线自动化作为本次工程的主要方式。具体内容有：①对配电自动化主站进行优化配置；②对线路以及站点设备展开全面升级；③进行配电自动化改造；④搭建用电通信网络，提升信息整合质量。基于效益性原则，在充分满足本次供电可靠率改进要求的同时，力求最大程度缩减停电时间。因此，对区内的145条馈线进行了全面改造，基于不同的配置方法对馈线进行了优化，具体如表1所示。
考虑到区内大多采用地下电缆供电方式，因此在优化配置时并未设置重合器方式。本次馈线自动化配置共耗费资金3.5亿元，相较以往，停电时间投资成本减少了0.43 h/亿元。
4.2 全自动式配置方式
在确保供电可靠率达到99.9%的基础上，最大限度缩减停电时间，依据上文所介绍的优化方式，最终对区内的145条馈线进行了全自动化配置，具体如表2所示。
4.3 分析
随着改造投入资金不断增多，将会逐步提升供电可靠性，但应注意，当可靠性达到某一极限水平后，随着投资成本的增多，带来的可靠性效果并非表现出完全的正比关系。在对城市配电网进行优化时应时刻围绕自动化建设的准则展开，应增强配电终端与通信系统之间的协调性，杜绝出现边建、边改现象。全自动化方案有很多，馈线自动化只是该体系内的一种可行方案，在本项目中重点围绕半自动化配置方案展开。
5 发展情况
目前，全国范围内都逐步加大了配电自动化建设力度，各省网也已经陆续开展了此方面的工作，尤其体现在城市核心区的改造工程中。在对城市核心区进行改造时难度较大，该项工程需要改变固有的配电网设备，并重新进行配置，因此存在施工困难、成本耗费大的问题。
在配电网自动化建设过程中，需要充分分析城市的形式与特点，以内部各区域的供电可靠性需求为准则，充分考虑单位停电时间要求，从而制订出科学、合理的优化方案，增强电网的可靠性。部分地区对于可靠性的需求较低，因此以重合器式为佳，从而减少了通信网建设以及自动化改造等方面的工程量。
6 结 语
本文围绕实例展开分析，提出了馈线自动化改造的具体方案，从而将区内供电可靠率提升至新的水平，具有一定的参考意义，但依然存在很多不足，诸如工程外界因素、配电终端数量等都有待深入研究。
主要参考文献
[1]李兆拓，杨波.智能分布式馈线自动化系统在多联络配电网中的应用研究[J].电气应用，2018（1）.
[2]赵龙，黎海亮.馈线自动化在铁路配电网的工程实践[J].城市道桥与防洪，2018（10）.
[3]王俊融，欧家祥.混合型分布式10 kV线路馈线自动化系统技术分析[J].法律方法，2011（11）.
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