适合农网架空线路的准实时馈线自动化
2007-11-06 14:19:56 来源：
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电力18讯： 摘要：该文针对农网架空线路馈线自动化的实施，提出了一种准实时馈线自动化实现策略，详细阐述了该策略的实现过程，对农网架空线路馈线自动化的实用化应用和推广有积极意义。
关键词：农网架空线路；GPRS；准实时馈线自动化策略
中图分类号：TM76 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2007)06-0037-02
农网架空配电线路运行环境恶劣，对一次/二次设备运行可靠性要求高，因此开展馈线自动化工作难度更大。目前虽然馈线自动化实现策略很多，但适用于农网架空线路的馈线自动化策略并不多见[1,2,3]。因此，迫切需要研究适合于农网架空线路运行要求的馈线自动化实现策略。
1 准实时馈线自动化概念
1.1 馈线自动化发展现状
国外馈线自动化经过三十多年的历程，已经发展到高级阶段。虽然配网自动化建设的目的仍然是实现配网故障快速定位、快速隔离和恢复供电，但在建设过程中始终坚持以合理的投资来缩短停电时间，降低用户损失。同时追求配电自动化实施的规模性，强调通过SCADA功能实现对配网实时运行信息的全面掌控。在故障处理实现策略方面，不是特别强调快速的馈线自动化功能（60 s），而是以SCADA采集的数据为基础，通过半自动或人工遥控方式实现故障隔离以及非故障区恢复供电。
国内馈线自动化已经有十多年的发展历程，但仍然停留在小范围区域性试点，实施规模小，实用性和经济性差。主要原因有：配电网网架结构变化频繁，导致馈线自动化适应性差；一/二次设备不具有长时间户外连续稳定运行的能力，户外自动化设备不满足供电可靠性要求；试点区域投资成本大，规模性和示范性不够，试点经验难以推广；故障处理时间指标要求过高，不切合实际。
1.2 准实时馈线自动化概念
借鉴国内外馈线自动化建设经验，配网自动化的建设要以合理的投资来缩短停电时间，提高配网的供电可靠性。因此针对农网架空线路馈线自动化策略的实现，我们提出如下准实时电压电流型馈线自动化策略：
采用GPRS无线公网通信通道。光纤通信虽然运行稳定可靠，但建设成本高、与一次农网架空线路适应能力差。GPRS是在现有的GSM移动通信系统基础上发展起来的一种移动分组数据业务，提供终端到终端或终端到专网之间的无线网络IP连接，可以实现高速无线数据传输技术，是一种实时的无线数据通信通道。
准实时的故障隔离和恢复供电指标策略。在故障隔离和恢复供电时间指标方面，参照国外的运行经验，将故障隔离和恢复供电的时间确定为3～5 min，降低从一次设备到二次设备的建设成本；
在馈线自动化实现手段方面，不再强调快速在线自动方式，而是通过半自动或人工遥控方式实现故障隔离以及非故障区恢复供电；当一次开关设备不具有远方遥控操作手段时，通过配电SCADA反映线路故障信息，由调度运行人员人工遥控操作或操作人员赶至现场操作，进行故障隔离和恢复供电工作。这种处理方式能够显著提高故障处理效率，同时推进馈线自动化功能的实用化，提高馈线自动化实现的经济性。
2 准实时馈线自动化实现策略
2.1 一次设备开关
一次设备开关选用电压型自动负荷开关，由于采用交流操作电源，因此具有长寿命、免维护的特点，适宜户外架空线路运行。电压型自动负荷开关在架空线路已经有几十年的运行经验，当直流操作电源难以满足户外恶劣运行条件时，采用电压型开关在架空线路上就具有非常明显的优势。
2.2 通信方式和通信规约
为了便于在架空线路上施工和布点，选用GPRS+VPN的通信传输通道[4,5]，具体传输过程如图1所示为，FTU与GPRS通信模块之间采用RS-232接口，数据通过GPRS通信网络传输后，再通过移动通信网关、VPN专线传输到GPRS通信服务器，最后再传输到配网主站。FTU的传输规约采用IEC 101通信规约，由于是准实时数据传输，因此规约数据召唤频度可以适当放慢。
2.3 FTU性能功能要求
FTU应具有电压电流型控制器的特点。所谓电压型控制器性能是指：在线路停电的情况下，当FTU检测到开关一侧带电时，且开关没有被分闸闭锁的情况下，经过Δt延时，自动将开关合闸，而不需要主站发遥控命令；如果开关被分闸闭锁，则开关保持在分闸位置。FTU的电流型特点是指FTU故障检测依据电流检测判据，而不是依据电压判据。所谓电流型控制器性能是指：当线路发生故障时，FTU根据流过的故障电流大小，产生故障标志，并通过GPRS向主站系统发送。为了保证失电情况下，FTU和通信的正常工作，FTU需要配置蓄电池，提供+24 V的工作电源，采用浮充技术提高电池寿命。由于直流电源不作为开关操作电源，因此电池容量可以适当小些。
2.4 准实时电压电流型馈线自动化策略
准实时电压电流型馈线自动化策略，是指故障的检测、定位、隔离等功能的实现采用电流型检测判剧，而开关的操作采用电压型原理。当环路发生故障时，由配网主站通过GPRS方式收集环<
关键词：农网架空线路；GPRS；准实时馈线自动化策略
中图分类号：TM76 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2007)06-0037-02
农网架空配电线路运行环境恶劣，对一次/二次设备运行可靠性要求高，因此开展馈线自动化工作难度更大。目前虽然馈线自动化实现策略很多，但适用于农网架空线路的馈线自动化策略并不多见[1,2,3]。因此，迫切需要研究适合于农网架空线路运行要求的馈线自动化实现策略。
1 准实时馈线自动化概念
1.1 馈线自动化发展现状
国外馈线自动化经过三十多年的历程，已经发展到高级阶段。虽然配网自动化建设的目的仍然是实现配网故障快速定位、快速隔离和恢复供电，但在建设过程中始终坚持以合理的投资来缩短停电时间，降低用户损失。同时追求配电自动化实施的规模性，强调通过SCADA功能实现对配网实时运行信息的全面掌控。在故障处理实现策略方面，不是特别强调快速的馈线自动化功能（60 s），而是以SCADA采集的数据为基础，通过半自动或人工遥控方式实现故障隔离以及非故障区恢复供电。
国内馈线自动化已经有十多年的发展历程，但仍然停留在小范围区域性试点，实施规模小，实用性和经济性差。主要原因有：配电网网架结构变化频繁，导致馈线自动化适应性差；一/二次设备不具有长时间户外连续稳定运行的能力，户外自动化设备不满足供电可靠性要求；试点区域投资成本大，规模性和示范性不够，试点经验难以推广；故障处理时间指标要求过高，不切合实际。
1.2 准实时馈线自动化概念
借鉴国内外馈线自动化建设经验，配网自动化的建设要以合理的投资来缩短停电时间，提高配网的供电可靠性。因此针对农网架空线路馈线自动化策略的实现，我们提出如下准实时电压电流型馈线自动化策略：
采用GPRS无线公网通信通道。光纤通信虽然运行稳定可靠，但建设成本高、与一次农网架空线路适应能力差。GPRS是在现有的GSM移动通信系统基础上发展起来的一种移动分组数据业务，提供终端到终端或终端到专网之间的无线网络IP连接，可以实现高速无线数据传输技术，是一种实时的无线数据通信通道。
准实时的故障隔离和恢复供电指标策略。在故障隔离和恢复供电时间指标方面，参照国外的运行经验，将故障隔离和恢复供电的时间确定为3～5 min，降低从一次设备到二次设备的建设成本；
在馈线自动化实现手段方面，不再强调快速在线自动方式，而是通过半自动或人工遥控方式实现故障隔离以及非故障区恢复供电；当一次开关设备不具有远方遥控操作手段时，通过配电SCADA反映线路故障信息，由调度运行人员人工遥控操作或操作人员赶至现场操作，进行故障隔离和恢复供电工作。这种处理方式能够显著提高故障处理效率，同时推进馈线自动化功能的实用化，提高馈线自动化实现的经济性。
2 准实时馈线自动化实现策略
2.1 一次设备开关
一次设备开关选用电压型自动负荷开关，由于采用交流操作电源，因此具有长寿命、免维护的特点，适宜户外架空线路运行。电压型自动负荷开关在架空线路已经有几十年的运行经验，当直流操作电源难以满足户外恶劣运行条件时，采用电压型开关在架空线路上就具有非常明显的优势。
2.2 通信方式和通信规约
为了便于在架空线路上施工和布点，选用GPRS+VPN的通信传输通道[4,5]，具体传输过程如图1所示为，FTU与GPRS通信模块之间采用RS-232接口，数据通过GPRS通信网络传输后，再通过移动通信网关、VPN专线传输到GPRS通信服务器，最后再传输到配网主站。FTU的传输规约采用IEC 101通信规约，由于是准实时数据传输，因此规约数据召唤频度可以适当放慢。
2.3 FTU性能功能要求
FTU应具有电压电流型控制器的特点。所谓电压型控制器性能是指：在线路停电的情况下，当FTU检测到开关一侧带电时，且开关没有被分闸闭锁的情况下，经过Δt延时，自动将开关合闸，而不需要主站发遥控命令；如果开关被分闸闭锁，则开关保持在分闸位置。FTU的电流型特点是指FTU故障检测依据电流检测判据，而不是依据电压判据。所谓电流型控制器性能是指：当线路发生故障时，FTU根据流过的故障电流大小，产生故障标志，并通过GPRS向主站系统发送。为了保证失电情况下，FTU和通信的正常工作，FTU需要配置蓄电池，提供+24 V的工作电源，采用浮充技术提高电池寿命。由于直流电源不作为开关操作电源，因此电池容量可以适当小些。
2.4 准实时电压电流型馈线自动化策略
准实时电压电流型馈线自动化策略，是指故障的检测、定位、隔离等功能的实现采用电流型检测判剧，而开关的操作采用电压型原理。当环路发生故障时，由配网主站通过GPRS方式收集环<
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