葫芦岛市馈线自动化系统方案

电力18讯：    1沈阳农业大学 2辽宁省兴城农电局  王　俊1　张秀然1　王红星1　陈兰香2   

摘要：变电所的备自投装置被普遍采用，备自投装置在进行验收和定检时存在一些难以解决的问题,该文针对这些问题，提出了一种解决方法和设计思路。

关键词：馈线自动化；配电自动化；重合闸

中图分类号：TM76　　文献标志码：A　　　　文章编号:1003-0867(2006)02-0009-02

葫芦岛市近年来工农业发展迅速，用电负荷不断增长，并且对供电可靠性要求较高。该市10 kV配电线路以架空线为主，现有网上运行的开关设备主要是柱上油断路器和跌落开关，自动化程度低，不能快速检测故障区段，无法自动隔离故障并恢复非故障区域供电。这一问题严重制约着供电可靠性的提高。因此，有必要对配电设备进行改造，实施配电自动化。

1 系统模式的确定

此次配电自动化系统定位在馈线自动化系统。架空线路的馈线自动化系统主要有电压型和电流型两种就地控制模式。此次改造把电压型与电流型模式结合起来形成分布智能模式的馈线自动化系统。同时针对“手拉手”环网部分配备了计算机系统和通信系统，实现环网线路的集中智能控制。其主要理由是这种分布智能相结合的模式，能够有效提高线路供电可靠性，缩短故障查找时间，并且馈线远方终端（FTU）预留有通信接口，为以后功能的扩展做好了准备。若单纯采用电流型系统或电压型系统，其对主变电所出线重合器的依赖性大，故障处理时间长，可靠性差。

2 系统的构成及特点

本馈线自动化系统主要包括以下设备：永磁机构真空自动重合器（OSM）和一体型遥控终端单元FTU、户外跌落式自动分段器。以上设备均安装在柱上，配合使用。其中重合器安装在线路上，分段器安装在分支线上。

系统的主要特点是采取了基于后台控制与就地控制相结合的方式。对于辐射型电网结构，所有开关设备正常状态下为常闭。当线路故障时，距离故障区段最近的上游重合器检测到故障电流而跳闸，并延时重合。若为瞬时故障，则合闸成功；若为永久故障，则分闸闭锁，而隔离故障区段。当支线故障时，距离支线最近的上游线路重合器因故障而快速跳闸，其余重合器不分闸。支线的故障段上游分段器根据整定次数（最多为3次）与线路重合器配合，当达到整定次数后，分闸跌落，从而隔离故障区段。线路重合器经延时后，再次重合，恢复故障区段上游分支线的正常供电。对于环形电网结构，位于联络位置的重合器正常状态下为常开，其余开关设备均为常闭。当支线故障时，支线上游的所有重合器都经历了短路电流，这一状态传输给后台控制器。后台控制器经过逻辑分析后，遥控距离支线最近的上游线路重合器分闸。该重合器接到指令后执行分闸操作，其后的处理过程同于辐射电网结构支线故障时的处理。当线路故障时，后台控制器遥控距离故障区段最近的上游重合器分闸，该重合器执行分闸操作并延时合闸。若为瞬时故障，则合闸成功，若为永久故障，则合于故障而分闸闭锁。同时，联络重合器检测到一侧有电，一侧没电后，通过通信将该状态传输给后台控制器，后台控制器通过逻辑分析后遥控联络重合器合闸。因为是永久故障，联络重合器的合闸造成该侧重合器都经历短路电流，距离故障段最近的线路重合器执行快速分闸操作，直到分闸闭锁，从而完成故障隔离与负荷转供。

3 实施分析

在葫芦岛市配电网中，将变电所内10 kV馈线断路器均更换为电流-时间型户内自动重合器（ISM），将现有柱上油断路器和跌落开关更换为永磁机构真空自动重合器（OSM）和户外自动跌落式分段器（FDK）。同时在永磁机构真空自动重合器分布点配套一个一体型FTU、TV与开关配套，满足馈线自动化及远方通信的要求。

为了节约投资，本次改造仅在“手拉手”环网线路上架设通信线，实现集中智能模式的故障隔离与负荷转供；辐射线路和分支线路上均未安装通信系统，其故障隔离采用的是分布智能模式。但是辐射线路的重合器上都备有通信接口，以便扩展功能时用。

由于支线较多，本次对负荷较轻或非重要用户的支线上的开关未进行改造。这些支线发生故障时，若开关能正确动作，则自行切除故障，否则，通过线路重合器动作后将引起其所连接的一段主线停电。

开关设备的位置和数量应根据线路长度、负荷状况等因素综合考虑设计。图1所示为葫芦岛市某变电所线路逻辑关系图。为了使线路简洁，次要支线均未画出。图中所有重合器重合时间均设定为2s，重合器采用永磁机构，储能时间短。


设备功能的设计遵循整条线路尽量缩短停电时间的原则。辐射电网结构系统采用所内重合器实现二慢一快重合闸方式，线路重合器实现二快一慢重合闸方式进行配合。线路发生短路故障时，根据重合器安秒曲线，快曲线重合器先分闸隔离故障，把慢曲线重合器保护起来，使停电面积最小，<