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摘要：配网馈线自动化技术能够帮助馈电线路实现故障检测、定位、故障隔离及供电恢复工作，是保护配网稳定性的重要方法，本文主要针对国家电网改造中的环网型配电方式提出一种配网馈线自动化系统，目的在于提高供电可靠性，尽可能减少因电网故障造成的损失。
关键词：配网馈线自动化系统；环网配电；GPRS技术；故障隔离；小电流接地系统
环网型配网是国家城乡电网改造中常见的配网方式之一，这种供配电网在实际的运行过程中一旦出现故障必须使用增加开关设备的分合动作次数才能够完成故障的隔离及供电恢复工作，存在着一些不便之处，本文针对这一问题进行了改进。下文主要对配网馈线自动化系统进行简单介绍，然后重点分析改进方法，希望能对相关工作有所启发。
一、配网馈线自动化系统概述
电力能源是国家经济发展及社会稳定的重要因素，人民的日常生活，各行各业的生产经营都离不开电能，近年来，随着工业化水平的提高，国家及人民对于电网供配电的稳定性要求越来越高，电网系统的供配电安全问题始终是国家电力机构思考的重点问题之一，且一直都是研究过程中的难点问题，尽管电力局每年会定期安排大量的检修人员对各区域的电力系统的各部分设备及电网实际的运行情况进行检修，但由于电网分布广泛、线路复杂，加上电力故障具有很强的不可预知性，因此每年的供配电安全问题依然时有发生，电力系统维修时，检修人员需要深入故障现场进行排查工作，容易受到外界天气、人员调配等等实际情况的影响，一旦检修工作不能及时开展，就会导致故障馈线范围内长时间停电，可能会对相关单位及企业带来较大的经济损失，也十分不利于供电系统的稳定性。
配网馈线自动化技术的出现，能够极大的提高供电系统的稳定性。在配网馈线自动化系统中，主站、子站及FTU以太网络共同形成一个网络系统，使用这种技术能够充分发挥以太网及光纤的优势，不仅利用光纤实现了通信信息的远距离高速传输，还通过通信组网实现了数据的分组交换，保证了配网自动化系统数据快速及实时传输，系统的可靠性提高，处理故障的能力自然会有所加强，对于维护供电系统的稳定性十分有帮助。配网馈线自动化模式经历了四个阶段，最初的配网馈线自动化模式为故障定位模式，经过长期的技术研究与发展，渐渐成为就地馈线自动化模式，随后发展成为集中馈线自动化模式，目前来说应用最为普遍的是调/配一体化平台的自动化系统。
二、配网馈线自动化系统的设计与实现
本文主要利用真空断路器、重合器控制器实现配网馈线的自动化，除此之外，应用了GPRS技术及小电流接地保护技术，下文对此进行详细介绍。
（一）GPRS技术在配网馈线自动化系统中的应用
GPRS网络具有稳定可靠、传输数据速度快，覆盖面广泛、数据通信与移动通信合二为一、可以实现双向通信等等优点，此外使用GPRS网络不需要建立专用的网络及通道，可以减少建设投资。配网自动化系统测控点繁多且分布较广，在配网馈线自动化系统中应用GPRS技术十分的经济实用。
GPRS通信系统主要乐意分为主站设备和终端设备两部分，在配网馈线自动化系统中，将主站设备安装在供配电网的控制中心，将终端设备安装在监控点，通过标准的RS-232C/485接口将PARC与GPRS模块连接起来，设置好GPRS模块的相关参数，将消费者识别模块SIM卡安装在GPRS模块中，即可建立起配网监控无线通信设施。这种模式下，GPRS模块中每一个终端都是一个自动化只能设备，能够通过多种方式接入到公共无线通信网络中，并与主动、主控服务器建立连接，将数据传输到主控服务器。
远程GPRS终端数据信息及告警信息传输出来后由监控中心接收，监控中心会对其进行处理然后显示给客户，此外，各种遥控、遥测命令也是由监控中心发送到远程终端检测设备的。在这种通信设备中，相关的通信事件及数据信息都会保存在数据库中，以便于检修维护人员的查询浏览。
GPRS技术与终端重合器开关设备通过后台软件结合起来，线路的电压、电流、功率因数、开关的状态、保护定值、故障类型等等信息都能够显示出来，此外，它还能够收集分析管理配电网的电参数，生成相应的报表，以供检修人员使用。
（二）环网型供电方式下的故障隔离
本次研究设计过程中，出口断路器，重合断路器、环网联络重合器共同组成环网型供电系统。
图1 环网配电系统图
系统图如图1所示，其中DL1、DL2为出口断路器，它们的主要功能为重合闸；CH4为环网联络重合器，它的两侧有压闭锁合闸操作，即任何一侧失压时间超过10s，就会自动进行合闸操作。环网联络重合器能够能够保护电路，一旦过电流时间超过2000ms，过流保护功能就会启动，此外它配备了合闸后加速保护装置，电网线路一旦发生故障，电源侧的保护会无选择性立即跳闸，以免故障电路会其它部位产生影响；CH1、CH2、CH3、CH5、CH6及CH7均为自动重合器，它们分别安装在进线端和出线端，主要功能是电流保护，它们也有合于故障加速跳功能；PARC为重合器的综合保护控制单元。
自动重合器及环网联络重合器的工作状态及相关参数设置需要根据环网型供电的特点及重合器所在部位进行选择，此外故障发生部位不同，各重合闸的动作次序也会不同，下文以E段故障为为例。如果E段故障为瞬时性的，出口断路器DL1，自动重合器CH1、CH2会在故障发生0.2s之后启动过流保护功能，自动跳闸，重合器CH3在0.3s之后施压分闸，然后1.2s之后DL1实现一次重合闸，4.2s后CH1实现来压重合闸，7.2s后CH2实现来压重合闸，然后电网供电恢复正常。如果是永久性故障，这三个装置跳闸后，综合保护单元会将检测出来的故障结构通过GPRS通信技术传送到控制主站，将故障区域定位后，通过无线遥控功能断开CH3，将故障区域隔离出来，最后合上CH4，恢复其它区域的正常供电。
（三）小电流接地系统的保护
本次设计中所有的重合器都配备了小电流接地保护装置，它适用于不接地系统中。由于中性点非有效接地，电力系统出现单相短路接地故障时，故障点不会较大的短路电流，在短时间内可以允许系统带故障运行。本文设计的小电流接地系统中，结合了零序电流幅值法、零序电压幅值法及功率方向判别法，变电所母线流向线路为零序电压互感器的正向，故障线路的零序电流会滞后于零序电压，正常线路的零序电流会超前于零序电压，故障线路与非故障线路的零序电路相位明显不同，能够有效提高系统故障判断的精确度，对于保障配电网的安全性、稳定性十分有利。
结束语
本文简单结合环网型配网设计了一种配网馈线自动化系统，主要目的在于减少因配网故障造成的停电，尽可能降低开关开合状态变化时瞬时电流对相关线路的冲击，隔离永久性故障点，提高配电网的安全性可靠性。文中主要从GPRS无线通信系统、故障隔离、小电流接地保护三个方面讨论分析了这种配网馈线自动化系统的设计方法，希望能对相关工作人员有所启发。
参考文献
[1]曾照新.配电网馈线自动化技术研究 [D].湖南大学.2013（04）
[2]喻忆.试论配网调度中馈线自动化的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊) .2015（12）
论文作者:苏进杰
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/8/3
标签：故障论文; 馈线论文; 电流论文; 自动化系统论文; 电网论文; 环网论文; 线路论文; 《基层建设》2016年10期论文;