论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国电网改革的不断推进，我国电力系统的相关技术也取得了较大的发展成就。下文中笔者将结合自己的工作经验，对配网线路的馈线自动化的相关内容进行分析，从基于“电压型”开关的馈线自动化系统、基于“电流型”开关的馈线自动化系统、“电压型”开关与“电流型”开关组成的馈线自动化系统等几个方面进行论述，诸多不足，还望批评指正。
【关键词】馈线自动化；故障判断；故障隔离
1、基于“电压型”开关的馈线自动化系统
所谓基于“电压型”开关的馈线自动化系统，就是指在自動化系统的运行过程中主要依靠电压的变化情况来判断和检测系统的整体运行状态的一种自动化形式。在这个过程中，电压测量是自动化得以发挥作用的关键，就目前这种方法在电力系统中的应用来看，虽然取得的了一定的效果，但是其缺陷还是较为明显的。下文中笔者将以日本东芝公司生产的电压故障诊断仪为例，对该自动化模式的应用进行分析。
在正常状态下，变电站出口断路器CB及分段开关A、B、C、D均处于关合位置。假设线路c段即开关C后端出现永久性故障。
运行过程中，线路c段即开关C后端出现故障，引起CB跳闸，从而导致A、B、C、D因线路失电而全部跳闸。
CB重合闸时限到，进行合闸，开关A、B、D依次得电合闸。线路中除c段外其余线路正常运行，即非故障区恢复供电。
由此可见，变电站出口断路器CB两次重合才能隔离故障段线路，因c段线路故障引起了大范围的失电，所以基于“电压型”开关的馈线自动化系统并不是最科学的配网自动化形式。
2、基于“电流型”开关的馈线自动化系统
所谓基于“电流型”开关的馈线自动化系统，就是指在自动化系统的运行过程中主要依靠电流的变化情况来判断和检测系统的整体运行状态的一种自动化形式。在这个过程中，电流测量是自动化得以发挥作用的最重要因素。我国在这方面的研究和应用已经取得了较大的进步，并且该自动化模式的普及程度也较高。实践证明，“电流型”自动化系统的应用优势是故障判断相对准确、可靠性更高，并且在运行过程中不易受到来自周围环境的影响，下文中笔者将结合实例，对其作用原理进行分析。
首先，仍然是假设线路d段（主干线）出现永久性故障，而其中的开关CB、A、B、C、D均采用带电流保护的断路器，这种情况下，做好系统的操作，只需要度三组定值进行测量和确定即可实现。其中，一组定值围绕出线断路器CB展开，获取其相关数据，监控其运行状况，而一组定值围绕分段开关A、B展开，记录和管控其闭合状态，最后一组定值围绕支线开关C、D展开，记录相关运行情况，根据系统指令对其进行操作。如果以上三组定值满足下列关系，那么主干线路的运行状况将得到有效保证，即不会受到分支线路的非正常运行状况的干扰，这种关系可以简单的表述为：
第一组定值的最小分闸电流大于第二组定值的最小分闸电流，而第二组定值的最小分闸电流大于第三组定值的最小分闸电流，与此同时，从动作延时上看，第一组定值的动作延时最大，第二组次之，第三组最小。
由此可见，出线断路器CB的保护范围只需围绕开关B即可，无需对其他开关的运行状态负责，而同样的分支线开关的保护范围也相对缩小，表现为只同本条支线末梢有关。
另外，在实践中由于存在着一些线路的供电半径过短的现象，导致各个相邻区域的故障电流的差异也相对较小，这种情况下为了更好的区分故障原因和故障责任区，必须要通过提高电流互感器的精度来实现，同时，还要对开关的动作时间影响进行分析，才能更加准确的定位故障发生情况。
由于主干线路各开关的整定值相同，在发生故障时，就很有可能发生越级跳闸。如果d段发生故障，由于A和B两个开关的定值相同，但A开关机构比较灵活，因此A开关越级跳闸。发生了越级跳闸以后，必须在恢复健全区域供电之前将B开关补跳，否则将扩大事故影响范围，而这段期间内，B开关处于失压状态，因此必须通过蓄电池或其它储能装置提供跳闸能量。
3、“电压型”开关与“电流型”开关组成的馈线自动化系统
通过上文的分析，我们可以得出“电压型”开关的特点是能够自动隔离故障段和自动恢复非故障段线路的供电，开关不需要遮断故障电流，但因支线故障却导致全线路的短暂停电，故障影响范围大；“电流型”开关的特点是支线故障不影响主干线，故障影响范围小，但容易出现越级跳闸。
根据以上两种类型开关的特点，相互弥补其不足，如果将“电压型”开关安装在线路的主干线上，“电流型”开关安装在线路的分支线上，则不难实现一种最隹的保护模式。
所以，在对系统进行改造后，我们可以得出这样一个自动化模式，即主干线上的A、B开关为“电压型”开关，分支线上的C、D开关为“电流型”开关，其主要定值如下：变电站出线断路器CB开关的保护范围只需考虑保护线路主干线，A开关的得电延时时间Xa=35s，B开关的得电延时时间Xb=7s，CB开关的最小分闸电流Icb>C、D开关的最小分闸电流Ic或Id，且CB开关的动作延时Tcb>C、D开关的动作延时Tc或Td。
而当线路c段发生故障时，因Icb>Ic且Tcb>Tc，故C开关先跳开，将故障隔离，不影响主干线及e段线路的正常供电。
一旦线路d段出现永久性故障，开关经过两轮失压跳闸后，B开关进行合闸闭锁，线路a、b、c段恢复供电，缩短了停电时间，减少了停电范围。
4、结束语
综上所述，上文中笔者分别对“电压型”开关和“电流型”开关的自动化模式进行了分析，并将二者按实际情况组合在一起，实现了优势互补，组成的馈线自动化系统结构简单，建设费用低，可靠性高，且易于实施，在现阶段应用在配网线路上具有十分重要的现实意义。
【关键词】馈线自动化；故障判断；故障隔离
1、基于“电压型”开关的馈线自动化系统
所谓基于“电压型”开关的馈线自动化系统，就是指在自動化系统的运行过程中主要依靠电压的变化情况来判断和检测系统的整体运行状态的一种自动化形式。在这个过程中，电压测量是自动化得以发挥作用的关键，就目前这种方法在电力系统中的应用来看，虽然取得的了一定的效果，但是其缺陷还是较为明显的。下文中笔者将以日本东芝公司生产的电压故障诊断仪为例，对该自动化模式的应用进行分析。
在正常状态下，变电站出口断路器CB及分段开关A、B、C、D均处于关合位置。假设线路c段即开关C后端出现永久性故障。
运行过程中，线路c段即开关C后端出现故障，引起CB跳闸，从而导致A、B、C、D因线路失电而全部跳闸。
CB重合闸时限到，进行合闸，开关A、B、D依次得电合闸。线路中除c段外其余线路正常运行，即非故障区恢复供电。
由此可见，变电站出口断路器CB两次重合才能隔离故障段线路，因c段线路故障引起了大范围的失电，所以基于“电压型”开关的馈线自动化系统并不是最科学的配网自动化形式。
2、基于“电流型”开关的馈线自动化系统
所谓基于“电流型”开关的馈线自动化系统，就是指在自动化系统的运行过程中主要依靠电流的变化情况来判断和检测系统的整体运行状态的一种自动化形式。在这个过程中，电流测量是自动化得以发挥作用的最重要因素。我国在这方面的研究和应用已经取得了较大的进步，并且该自动化模式的普及程度也较高。实践证明，“电流型”自动化系统的应用优势是故障判断相对准确、可靠性更高，并且在运行过程中不易受到来自周围环境的影响，下文中笔者将结合实例，对其作用原理进行分析。
首先，仍然是假设线路d段（主干线）出现永久性故障，而其中的开关CB、A、B、C、D均采用带电流保护的断路器，这种情况下，做好系统的操作，只需要度三组定值进行测量和确定即可实现。其中，一组定值围绕出线断路器CB展开，获取其相关数据，监控其运行状况，而一组定值围绕分段开关A、B展开，记录和管控其闭合状态，最后一组定值围绕支线开关C、D展开，记录相关运行情况，根据系统指令对其进行操作。如果以上三组定值满足下列关系，那么主干线路的运行状况将得到有效保证，即不会受到分支线路的非正常运行状况的干扰，这种关系可以简单的表述为：
第一组定值的最小分闸电流大于第二组定值的最小分闸电流，而第二组定值的最小分闸电流大于第三组定值的最小分闸电流，与此同时，从动作延时上看，第一组定值的动作延时最大，第二组次之，第三组最小。
由此可见，出线断路器CB的保护范围只需围绕开关B即可，无需对其他开关的运行状态负责，而同样的分支线开关的保护范围也相对缩小，表现为只同本条支线末梢有关。
另外，在实践中由于存在着一些线路的供电半径过短的现象，导致各个相邻区域的故障电流的差异也相对较小，这种情况下为了更好的区分故障原因和故障责任区，必须要通过提高电流互感器的精度来实现，同时，还要对开关的动作时间影响进行分析，才能更加准确的定位故障发生情况。
由于主干线路各开关的整定值相同，在发生故障时，就很有可能发生越级跳闸。如果d段发生故障，由于A和B两个开关的定值相同，但A开关机构比较灵活，因此A开关越级跳闸。发生了越级跳闸以后，必须在恢复健全区域供电之前将B开关补跳，否则将扩大事故影响范围，而这段期间内，B开关处于失压状态，因此必须通过蓄电池或其它储能装置提供跳闸能量。
3、“电压型”开关与“电流型”开关组成的馈线自动化系统
通过上文的分析，我们可以得出“电压型”开关的特点是能够自动隔离故障段和自动恢复非故障段线路的供电，开关不需要遮断故障电流，但因支线故障却导致全线路的短暂停电，故障影响范围大；“电流型”开关的特点是支线故障不影响主干线，故障影响范围小，但容易出现越级跳闸。
根据以上两种类型开关的特点，相互弥补其不足，如果将“电压型”开关安装在线路的主干线上，“电流型”开关安装在线路的分支线上，则不难实现一种最隹的保护模式。
所以，在对系统进行改造后，我们可以得出这样一个自动化模式，即主干线上的A、B开关为“电压型”开关，分支线上的C、D开关为“电流型”开关，其主要定值如下：变电站出线断路器CB开关的保护范围只需考虑保护线路主干线，A开关的得电延时时间Xa=35s，B开关的得电延时时间Xb=7s，CB开关的最小分闸电流Icb>C、D开关的最小分闸电流Ic或Id，且CB开关的动作延时Tcb>C、D开关的动作延时Tc或Td。
而当线路c段发生故障时，因Icb>Ic且Tcb>Tc，故C开关先跳开，将故障隔离，不影响主干线及e段线路的正常供电。
一旦线路d段出现永久性故障，开关经过两轮失压跳闸后，B开关进行合闸闭锁，线路a、b、c段恢复供电，缩短了停电时间，减少了停电范围。
4、结束语
综上所述，上文中笔者分别对“电压型”开关和“电流型”开关的自动化模式进行了分析，并将二者按实际情况组合在一起，实现了优势互补，组成的馈线自动化系统结构简单，建设费用低，可靠性高，且易于实施，在现阶段应用在配网线路上具有十分重要的现实意义。