刍议10kV配电网馈线的自动化系统控制技术

吕开胜

（国网湖南省电力有限公司城步县供电公司，湖南 城步422500）

配电自动化控制系统主要借助当前的通信技术、计算机技术、电工电子技术等搭建而成，能够实现对整个电力电网进行自动化的监视和控制，与目前电力配电管理模式相融合，更好地保证我国电力电网配电的正常运行，提高了配电企业的管理水平，同时也使我们每个人的供电需求得到了保障。配电控制系统自动化大致分为配电管理自动化、变电站配电自动化、配电线路的自动化、面向用户管理的自动化和配电通信的自动化等，其中配电线路的自动化即为馈线自动化，在电力电网配电过程中起着重要的作用。馈线自动化控制能够实时监控配电线路中各个供电开关的状态，得到线路正常运行过程中的电压电流，实现整个配电线路的自动控制和供电[1-4]。因此结合10kV配电的基本情况分析馈线自动化的应用具有重要的意义。

1 馈线自动化概述

馈线自动化作为目前配电线路极其重要的组成部分，通常馈电自动化能够控制配电线路中的所有低压配电线路和中压配电线路，实时监控着配电线路的运行情况，包括电压大小、电流大小、负荷需求、供电开关等等，以变电站的变压器作为控制起点，沿途配电线路直至用电客户位置，通过馈线自动化系统进行控制。当配电系统输送的是高压时，如果需要采用馈线自动化系统，通常需要进行二次降压，然后通过监控变压后的配电线路来达到监控高压配电线路的目的。就目前配电负荷来看，配电变压器和大电力用户多采用的是中压配电线路，大部分的电力用户还是低压配电线路，比如普通百姓家的照明配电线路、农田灌溉所需的配电线路、小型服务类的工艺设备等，因此，馈线自动化控制系统在我国当前的配电电网中具有极其光明的应用前景。

2 馈线自动化的控制方式和功能

2.1 馈线自动化的控制方式

馈线自动化的控制方式可以分为远方控制和就地控制两种，主要取决于配电线路中可控制装置的功能，如配电线路中的开关等，当控制装置属于电动负荷开关且能够与通信系统进行对接的时候，就可以实现配电系统的远方控制，包括断开和闭合两种状态。当控制装置为重合器、分段器等，其断开和闭合都是通过自身的功能设置实现的，不需要进行远方控制，直接属于就地控制方式。远方控制根据配电线路的复杂程度可以划分为集中控制形式和分散控制形式两种，其中的集中控制形式主要指利用SCADA系统根据FTU采集得到的信息资料进行判别，发出可靠的控制信号，该方式也可以称作主从式控制。分散控制形式主要是利用FTU向馈线自动化控制系统中相关开关控制装置发出控制信息，各个控制装置根据接收到的相关信息进行综合的判别，之后对开关装置进行控制。

2.2 馈线自动化的控制功能

馈线自动化对于配电线路的控制主要体现在其对整个配电线路运行状态的监控，涉及所有配电线路中的主干线和各个支路上的电压、电流、有功功率等参数，通过这些参数的监测能够很好的体现配电线路的运行状态。同时馈线自动化控制还体现在系统对配电线路中分段开关、联络开关等装置的控制和监视，根据监视结果对其进行控制，其中能够使用遥控的装置能够实现远程遥控的功能。

馈线自动化控制系统的另一个功能是进行配电线路的故障定位，配线线路运行过程中出现故障或者异常时，控制系统能够及时监视到，进而通过发送控制信号对故障进行隔离或者短接，根据故障处理情况进行负荷恢复或者转供等。不同的配电线路出现故障需要采用不同的控制指令，如配电线路中发生永久性的故障，需要控制系统发送隔离信息，断开故障前后部位的开关；当故障发生在环网运行线路的时候，需要根据故障实际情况完成供电负荷的转供；及时对配电线路中的故障进行切除修复，保证周边用户的供电，需要进行网络结构的调整，称之为重构，由馈线自动化控制系统自动完成；当配电线路发生瞬时性故障的时候，一般通过切断线路电源就能够恢复正常，也可以通过馈线自动化控制系统根据配电线路的实际情况完成电力配电的恢复工作。

3 10kV配电网馈线自动化系统控制技术

3.1 就地智能分布式馈线自动化控制

配电线路中能够直接反应线路运行状态的参数是电压和电流，因此通常在配电线路监视过程中取电压和电流作为判断线路是否出现故障的依据，形成了就地智能分布式馈线自动化控制技术。该技术能够根据线路是否存在过电流或者欠电压等情况对电网进行重新构设，并且应用证明联络开关安装位置和线路的分段数目对于系统控制参数的选择没有直接影响，因此进行配电线路控制过程中不需考虑联络开关。当配电线路采用智能负荷开关的时候，线路各段的控制开关会在事先设定好的功能下相互协调工作，自发的对运行过程中的故障进行隔离和重构，如若配电线路中采用的是断路器，则与之相连的断路器等的开关功能可以自由控制，对出现的故障快速响应处理，对故障进行切断或隔离，保证正常线路的供电需求。

3.2 重合器方式的就地式馈线自动化控制

馈线自动化系统中也可以通过重合器进行配电线路的控制，该种控制方式包括两种形式，一是重合器与电压时间形式，另一种是重合器与过流脉冲计数形式。重合器与分段器配合使用能够很好地实现配电线路的故障诊断、故障查询、故障定位与故障的隔离等，重合器与电压时间形式的馈线自动控制系统配合分段器使用过程中通常采用的是延时电路，通过控制电压值判断配电线路是否出现故障，分段器使用的是常闭触点。一旦配电线路中出现故障或者突然停电，就会出现欠压现象，分段器开关就会瞬间分离，当故障检修完成之后线路分段器就会再次闭合，通电的过程中会使故障周围的开关受到感应重新闭合，恢复整个配电线路的供电。

3.3 主站集中式馈线自动化控制

主站集中式馈线自动化主要是由主站对馈线故障的情况进行实时监视，紧急控制，图2给出了一种典型的基于主站的馈线自动化控制模式。对于10kV配电网路的主控部分，配电主站充分利用了较为先进的通信技术进行配电线路信息数据的实时采集、整理分析、储存调用等，实现了配电线路的自动化监管。为了更好地发挥配电主站的监视作用，将其与地理信息系统一同应用能够使配电线路的故障定位更准确，使得整个馈线自动化系统能够对配电线路的运行状态进行全方位的监视和控制。

主站集中式馈线自动化控制技术是在通信技术的基础上实现配电线路的监视和控制，其控制的方式是集中控制，将电流保护和重合闸功能集成在一起，实现了配电线路故障的快速切断，适时隔离，短时间内回复线路的供电功能。此外需要特别关注的地方是该控制系统工作过程中必须对故障的位置、时间响应等节点进行记录，对记录的数据进行科学合理的统计分析，提取有用的信息应用于配电线路的控制。

图1 基于主站的馈线自动化控制模式

4 结语

电力电网工程的飞速发展极大地推动了我国配电自动化的进步，馈线自动化控制系统在配电线路控制中的应用，大大提高了配电行业的工作效率和业务水平。不仅为用电客户的供电提供了重要的保障，同时也保证了相关企业正常生产的用电需求，为配电线路监视和控制的自动化和智能化提供了重要的技术支持。