饋線系統(tǒng)是配電自動(dòng)化的重要組成部分，饋線自動(dòng)化技術(shù)也是十分關(guān)鍵的，本文主要研究饋線系統(tǒng)在配電網(wǎng)中保護(hù)技術(shù)及方案。

　　《供用電》是全國(guó)性供用電專業(yè)科技刊物。辦刊宗旨為：從我國(guó)供用電工作實(shí)際出發(fā)，吸收國(guó)內(nèi)外供用電的先進(jìn)技術(shù)，努力為城網(wǎng)規(guī)劃，技術(shù)改造和技術(shù)進(jìn)步服務(wù)，為促進(jìn)我國(guó)城市供電事業(yè)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

　　配電自動(dòng)化技術(shù)是服務(wù)于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造建設(shè)的重要技術(shù)，配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng)，通信技術(shù)是配電自動(dòng)化的關(guān)鍵。目前，我國(guó)配電自動(dòng)化進(jìn)行了較多試點(diǎn)，由配電主站、子站和饋線終端構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)已得到普遍認(rèn)可，光纖通信作為主干網(wǎng)的通信方式也得到共識(shí)。饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)也完全能夠建立在光纖通信的基礎(chǔ)上，這使得饋線終端能夠快速地彼此通信，共同實(shí)現(xiàn)具有更高性能的饋線自動(dòng)化功能。

　　1饋線系統(tǒng)保護(hù)的應(yīng)用前景

　　饋線系統(tǒng)保護(hù)在很大程度上沿續(xù)了高壓線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原則。由于配電網(wǎng)的通信條件很可能十分理想。在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)的饋線保護(hù)功能的性能大大提高。饋線系統(tǒng)保護(hù)利用通信實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的選擇性，將故障識(shí)別、故障隔離、重合閘、恢復(fù)故障一次性完成，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1.1快速處理故障，不需多次重合;

　　1.2快速切除故障，提高了電動(dòng)機(jī)類負(fù)荷的電能質(zhì)量;

　　1.3直接將故障隔離在故障區(qū)段，不影響非故障區(qū)段;

　　1.4功能完成下放到饋線保護(hù)裝置，無(wú)需配電主站、子站配合。

　　2配電網(wǎng)饋線保護(hù)的技術(shù)現(xiàn)狀

　　電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電和配電三部分組成。發(fā)電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在元件保護(hù)，其主要目的是確保發(fā)電廠發(fā)生電氣故障時(shí)將設(shè)備的損失降為最小。輸電網(wǎng)的保護(hù)集中在輸電線路的保護(hù)，其首要目的是維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定。配電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在饋線保護(hù)上，配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問(wèn)題，一般認(rèn)為饋線故障的切除并不嚴(yán)格要求是快速的。不同的配電網(wǎng)對(duì)負(fù)荷供電可靠性和供電質(zhì)量要求不同。許多配電網(wǎng)僅是考慮線路故障對(duì)售電量的影響及配電設(shè)備壽命的影響，尚未將配電網(wǎng)故障對(duì)電力負(fù)荷(用戶)的負(fù)面影響作為配電網(wǎng)保護(hù)的目的。

　　2.1傳統(tǒng)的電流保護(hù)

　　過(guò)電流保護(hù)是最基本的繼電保護(hù)之一。考慮到經(jīng)濟(jì)原因，配電網(wǎng)饋線保護(hù)廣泛采用電流保護(hù)。配電線路一般很短，由于配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問(wèn)題，為了確保電流保護(hù)動(dòng)作的選擇性，采用時(shí)間配合的方式實(shí)現(xiàn)全線路的保護(hù)。常用的方式有反時(shí)限電流保護(hù)和三段電流保護(hù)，其中反時(shí)限電流保護(hù)的時(shí)間配合特性又分為標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限、非常反時(shí)限、極端反時(shí)限和超反時(shí)限，這類保護(hù)整定方便、配合靈活、價(jià)格便宜，同時(shí)可以包含低電壓閉鎖或方向閉鎖，以提高可靠性;增加重合閘功能、低周減載功能和小電流接地選線功能。

　　電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)的前提是將整條饋線視為一個(gè)單元。當(dāng)饋線故障時(shí)，將整條線路切掉，并不考慮對(duì)非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，這些不利于提高供電可靠性。另一方面，由于依賴時(shí)間延時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性，導(dǎo)致某些故障的切除時(shí)間偏長(zhǎng)，影響設(shè)備壽命。

　　2.2重合器方式的饋線保護(hù)

　　實(shí)現(xiàn)饋線分段、增加電源點(diǎn)是提高供電可靠性的基礎(chǔ)。重合器保護(hù)是將饋線故障自動(dòng)限制在一個(gè)區(qū)段內(nèi)的有效方式「參考文獻(xiàn)」。參見(jiàn)圖1，重合器R位于線路首端，該饋線由A、B、C三個(gè)分段器分為四段。當(dāng)AB區(qū)段內(nèi)發(fā)生故障F1，重合器R動(dòng)作切除故障，此后，A、B、C分段器失壓后自動(dòng)斷開(kāi)，重合器R經(jīng)延時(shí)后重合，分段器A電壓恢復(fù)后延時(shí)合閘。同樣，分段器B電壓恢復(fù)后延時(shí)合閘。當(dāng)B合閘于故障后，重合器R再次跳開(kāi)，當(dāng)重合器第二次重合后，分段器A將再次合閘，此后B將自動(dòng)閉鎖在分閘位置，從而實(shí)現(xiàn)故障切除、故障隔離及對(duì)非故障段的恢復(fù)供電。

　　2.3基于饋線自動(dòng)化的饋線保護(hù)

　　配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng)，其中饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線信息的采集和控制，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)。饋線自動(dòng)化的核心是通信，以通信為基礎(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制，從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA、配電高級(jí)應(yīng)用(PAS)。同時(shí)以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理，而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電自動(dòng)化成為提供配電網(wǎng)保護(hù)與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理的全方位自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)。參見(jiàn)圖2所示系統(tǒng)，這種饋線自動(dòng)化的基本原理如下：當(dāng)在開(kāi)關(guān)S1和開(kāi)關(guān)S2之間發(fā)生故障(非單相接地)，線路出口保護(hù)使斷路器B1動(dòng)作，將故障線路切除，裝設(shè)在S1處的FTU 檢測(cè)到故障電流而裝設(shè)在開(kāi)關(guān)S2處的FTU沒(méi)有故障電流流過(guò)，此時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)將確認(rèn)該故障發(fā)生在S1與S2之間，遙控跳開(kāi)S1和S2實(shí)現(xiàn)故障隔離并遙控合上線路出口的斷路器，最后合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)S3完成向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。

　　這種基于通信的饋線自動(dòng)化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護(hù)、RTU遙控及重合閘的多種方式，能夠快速切除故障，在幾秒到幾十秒的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障隔離，在幾十秒到幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)供電。該方案是目前配網(wǎng)自動(dòng)化的主流方案，能夠?qū)�饋線保護(hù)集成于一體化的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，從故障切除、故障隔離、恢復(fù)供電方面都有效地提高了供電可靠性。同時(shí)，在整個(gè)配電自動(dòng)化中，可以加裝電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償裝置，從而在全局上實(shí)現(xiàn)改善電能質(zhì)量的控制。

　　3饋線故障處理方案

　�、倩�于FTU的集中監(jiān)控方案;方案①的集中監(jiān)控完全依賴于通訊和主站系統(tǒng)，未能將配網(wǎng)自動(dòng)化的正常運(yùn)行和緊急控制相分離;

　�、诨�于重合器的就地控制方��;

　　③基于饋線系統(tǒng)保護(hù)的快速保護(hù)方案;

　　方案②、③具有故障處理的相對(duì)獨(dú)立性，但考慮的網(wǎng)絡(luò)都比較簡(jiǎn)單，本文從配電網(wǎng)的復(fù)雜拓樸結(jié)構(gòu)入手，將饋線終端作為通用控制節(jié)點(diǎn)，在二維平面上討論如何更好地組織、管理饋線控制節(jié)點(diǎn)。通過(guò)控制節(jié)點(diǎn)之間的快速通訊與協(xié)調(diào)工作實(shí)現(xiàn)面向區(qū)域性故障快速隔離的配電網(wǎng)控制技術(shù)。

　　4電壓型饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的方案?

　　架空配電系統(tǒng)用以電壓型饋線自動(dòng)化為基礎(chǔ)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)可分為3個(gè)階段實(shí)現(xiàn)。?

　　4.1桿上配電自動(dòng)化。架空線路用饋線自動(dòng)化設(shè)施由同桿架設(shè)的桿上真空自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)(PVS)、具有故障診斷功能的遠(yuǎn)方終端單元(RTU)和電源變壓器(SPS)組成。電源變壓器從線路兩側(cè)采集配電線路上的電壓，以作為開(kāi)關(guān)電源和用于故障檢測(cè)判斷的檢測(cè)信號(hào)，利用RTU自身所具有的智能化檢測(cè)功能，可與開(kāi)關(guān)設(shè)備配合，共同完成故障區(qū)段的隔離、非故障區(qū)段的恢復(fù)供電，并且利用站內(nèi)故障區(qū)段指示設(shè)備，通過(guò)計(jì)算站內(nèi)斷路器合分閘時(shí)間，判斷出故障區(qū)段并通知運(yùn)行人員檢修。這一階段的特點(diǎn)是：無(wú)需通信系統(tǒng)，利用桿上設(shè)備自身智能化功能就能夠獨(dú)立完成架空系統(tǒng)配電自動(dòng)化的基本功能。這一階段的完成，可減少停電區(qū)間，縮短停電時(shí)間，提高供電可靠性，實(shí)現(xiàn)了饋線自動(dòng)化的基本功能。?

　　4.2遙測(cè)遙控自動(dòng)化。為了使配電自動(dòng)化再上一個(gè)臺(tái)階，以提高供電可靠性、改進(jìn)供電質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的電力信息管理、為用戶提供完善的服務(wù)、降低運(yùn)行費(fèi)用和運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度為目標(biāo),在完成了第一階段的基本功能后，實(shí)現(xiàn)以遙測(cè)、遙控自動(dòng)化為紐帶的計(jì)算機(jī)管理配電自動(dòng)化，是配電自動(dòng)化的更高層次的發(fā)展。? 4.3計(jì)算機(jī)管理配電自動(dòng)化。在此階段中，作為聯(lián)系桿上設(shè)備和站內(nèi)全面計(jì)算機(jī)管理中間環(huán)節(jié)的遙測(cè)、遙控自動(dòng)化階段，起到了承上啟下的重要作用。采用電壓型配電自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展思路，桿上配電自動(dòng)化階段可以不依賴通信方式，獨(dú)立實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的基本功能，而遙測(cè)遙控自動(dòng)化可以方便地從桿上配電自動(dòng)化階段擴(kuò)展而來(lái)。?

　　5系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作速度及其后備保護(hù)

　　為了確保饋線保護(hù)的可靠性，在饋線的首端UR1處設(shè)限時(shí)電流保護(hù)，建議整定時(shí)間內(nèi)0.2秒，即要求饋線系統(tǒng)保護(hù)在200ms內(nèi)完成故障隔離。在保護(hù)動(dòng)作時(shí)間上，系統(tǒng)保護(hù)能夠在20ms內(nèi)識(shí)別出故障區(qū)段信息，并起動(dòng)通信。光纖通信速度很快，考慮到重發(fā)多幀信息，相鄰保護(hù)單元之間的通信應(yīng)在30ms內(nèi)完成。斷路器動(dòng)作時(shí)間為40ms～100ms.這樣，只要通信環(huán)節(jié)理想即可實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)。

　　6 饋線保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)

　　目前，配電自動(dòng)化中的饋線自動(dòng)化較好地實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)功能。但是隨著配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及實(shí)踐，對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的目的也要悄然發(fā)生變化。最初的配電網(wǎng)保護(hù)是以低成本的電流保護(hù)切除饋線故障，隨著對(duì)供電可靠性要求的提高，又出現(xiàn)以低成本的重合器方式實(shí)現(xiàn)故障隔離、恢復(fù)供電，隨著配電自動(dòng)化的實(shí)施，饋線保護(hù)體現(xiàn)為基于遠(yuǎn)方通信的集中控制式的饋線自動(dòng)化方式。在配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，配電網(wǎng)通信得到充分重視，成本自動(dòng)化的核心。目前國(guó)內(nèi)的主流通信方式是光纖通信，具體分為光纖環(huán)網(wǎng)和光纖以太網(wǎng)。

　　這種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)質(zhì)上是在自動(dòng)裝置無(wú)選擇性動(dòng)作后的恢復(fù)供電。如果能夠解決饋線故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作的選擇性，就可以大大提高饋線保護(hù)的性能，從而一次性地實(shí)現(xiàn)故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個(gè)保護(hù)裝置利用快速通信協(xié)同動(dòng)作，共同實(shí)現(xiàn)有選擇性的故障隔離，這就是饋線系統(tǒng)保護(hù)的基本思想。

　　7結(jié)語(yǔ)

　　隨著配電網(wǎng)改造的深入及配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)可能在配電網(wǎng)中率先得以應(yīng)用。在配電網(wǎng)饋線保護(hù)的發(fā)展過(guò)程，提出了建立在配電自動(dòng)化和光纖通信基礎(chǔ)之上的饋線系統(tǒng)保護(hù)新原理。這種新原理能夠進(jìn)一步提高供電可靠性。同時(shí)，系統(tǒng)保護(hù)分布式的功能也將提高配電自動(dòng)化的主站及子站的性能，是一種極具前途的饋線自動(dòng)化新原理。