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【摘要】：随着社会经济的发展，用户对供电质量和供电可靠性的要求越来越高，配电自动化技术在配电网中得到广泛应用。其中馈线自动化不仅能够实现每条馈线运行方式和数据采集的监视，而且能自动进行故障定位，从而实施故障隔离和恢复对非故障区域的供电，是配电自动化的重要内容之一。
【关键词】：馈线自动化 配电网 功能
引言
国民经济的高速发展对电网自动化建设、电网安全稳定运行、电能质量和优质服务水平提出了更高要求。因此，许多电力企业实施配网自动化工程时，首先考虑的是配电网馈线自动化工程，馈线自动化建设是整个配电网自动化系统中的一个重要环节。通过馈线自动化建设可以实现馈线线路的故障检测、定位、故障隔离及非故障区域的恢复送电，达到提高系统供电可靠性的目的。
一、馈线自动化系统
馈电线路是配电系统的重要组成部分，馈线自动化是配电自动化的关键和核心。馈线自动化技术主要指馈线发生故障后，自动地检测并切除故障区段，进而恢复非故障区段正常供电的一种技术。馈线自动化系统主要由一次设备、控制箱、通信、控制主站4部分组成。
（一）一次设备：包括开关和电压、电流互感（传感）器。
采用的开关设备有自动重合器、负荷开关及分段器等，这是由于实现馈线自动化要求配电网采用环网、分段供电结构，故障区段的隔离及恢复供电分为按顺序重合及SCADA监视系统配合遥控负荷开关、分段器两种方式。自动重合器是早期使用比较多的馈线自动化一次设备，应用V-T（电压-时间）配合原理实现。在配电线路故障后逐个自动重合，若再次重合到永久性故障，便自动闭锁，隔离故障点。自动重合器无需通信设备，但用时较长，耗电较大，且对开关性能要求高，现在已逐渐被淘汰。馈线自动化所选用的负荷开关、分段器要具备电动操作功能，线路开关在变电站内断路器切除故障后的停电状态下操作，因而可选用无电流开断能力的“死”线分段开关，以减少投资。馈电线路监控系统对电压、电流变换器的负载能力及精度要求相对较低，一般使用电压、电流传感器装置。这些传感器体积小、造价低，它们内嵌在绝缘子内，配套安装在柱上开关上或线路开关柜内。
（二） 控制箱
控制箱起到联结开关和SCADA系统的桥梁作用，主要部件包括：开关、供电电源、控制箱体、远方终端（FTU）、通信终端。该电路应具有防止操作安全闭锁的功能，必须具备可遥控或就地手动操作的开关，还应有不间断供电电源为开关操作机构及二次电子设备提供电源，一般是采用2组12V直流可充电蓄电池串联供电。控制箱体一般是户外安装，需要有较强的防腐蚀、防寒、防尘、防潮能力，在气候特别潮湿和寒冷的地区，建议在箱内装一小功率電加热器，以提高控制器内电子元器件运行的稳定性。馈线自动化远方终端（FTU），能够正确测量和自动记录线路故障电流的幅值和方向，并且对操作电源及开关状态进行实时监视。配电网自动化需要大量的FTU，比调度自动化系统所用RTU数量高一个数量级以上。因此，FTU不仅要能够适应户外恶劣运行环境，并且具备体积小、重量轻、功耗小，便于安装，价格低廉等特点。
（三）通信终端：通信终端如无线电台、扩频电台、光端机、载波机等。通信系统信道的选用，应根据通信规划、现有通信条件和配电自动化及管理系统的需求，按分层配置、资源共享的原则予以确定。信道种类有光纤、微波、无线、载波、有线。
（四）控制主站
控制主站自动处理来自FTU的数据；实施对故障线路定位、隔离及恢复供电；提供人机接口；作为配电网自动化系统一个结点时，必须具备信息转发功能，如与上一级SCADA系统或其他相关系统的通信。
二、馈线自动化的技术特点
目前，国内在配网自动化系统的应用上大致分为两大类型：一类是电压型系统，一类是电流型系统，这里着重分析电压型系统。
（一）电压型馈线自动化实现配电自动化三阶段
（1）杆上配电自动化。架空线路用馈线自动化设施由同杆架设的杆上真空自动配电开关（PVS）、具有故障诊断功能的远方终端单元（RTU）和电源变压器（SPS）组成。电源变压器从线路两侧采集配电线路上的电压，利用RTU自身所具有的智能化检测功能，与开关设备配合，共同完成故障区段的隔离、非故障区段的恢复供电，并且利用站内故障区段指示设备，判断出故障区段并通知运行人员检修。这一阶段无需通信系统，就能够独立完成架空系统配电自动化的基本功能，减少停电区间，缩短停电时间，提高供电可靠性。
（2）遥测遥控自动化。在完成了第一阶段的基本功能后，为了使配电自动化再上一个台阶，实现以遥测、遥控自动化为纽带的计算机管理配电自动化，以提高供电可靠性、改进供电质量、实现优秀的电力信息管理、为用户提供完善的服务、降低运行费用和运行人员劳动强度，这是配电自动化的更高层次的发展。
（3）计算机管理配电自动化。在此阶段中，采用电压型配电自动化系统的发展思路，杆上配电自动化阶段可以不依赖通信方式，独立实现配电自动化的基本功能，而遥测遥控自动化可以方便地从杆上配电自动化阶段扩展而来。
（二）馈线自动化设备要求
（1）具备独特的就地保护功能。配电自动化系统是一个庞大的系统工程，工程的实施应当采取分阶段实施策略，达到“边投资、边收益”目的。在馈线自动化阶段，可以通过设备自身智能化故障处理能力实现快速的故障隔离，设备的就地保护是关键。随着城网改造线路逐步实现无油化、绝缘化，利用设备的智能化功能，就地保护将故障隔离，利用系统的集中管理功能完成负荷转移、优化等高级功能，大大地提高了设备利用率。
（2）减少对开关的操作。配电自动化开关不同于一般的开关设备，采用了来电就合、无压释放的工作原理，因此避免了自动化过程在停电条件下对开关的操作。
（3）清晰的配网自动化系统功能分布。杆上设备全力完成线路正常监控和故障快速处理功能，后台系统全力完成对配电网经济运行和实现整个配电网的计算机管理，使配电网达到一个多层次的管理阶梯。
三、馈线自动化的基本功能
馈线自动化系统应具有如下功能：遥测、遥信、遥控功能；故障区域自动判断和自动隔离，故障消除后迅速恢复供电功能；根据配电网的负荷均衡程度合理改变配电网的运行方式；重合闸控制功能，即当发生过电流并导致断路器跳闸时启动，并在断路器一侧电压恢复时开始延时计数，从而实现沿线从电源至末端依次重合，若一次重合失败则不再重合；对时功能；过电流记录功能；定值的远方修改和召唤功能；停电后仍维持工作的功能等。
这些功能的实现一方面能够减少停电时间，提高供电可靠性。城市供电网的发展是采用环网“手拉手”供电方式并用负荷开关将线路分段，利用馈线自动化系统实现故障段的自动隔离，即无故障区段自动恢复供电，可缩小故障停电范围，减少用户停电时间；另一方面能够降低网损，提高供电质量。馈电自动化系统可以实时监视线路电压的变化，自动调节变压器的输出电压或分段投切无功补偿电容器组，保证用户电压满足要求，实现电压合格率指标；还能实现状态检修，减少配电网运行和维护费用。馈线自动化系统可对配电系统及设备运行状态进行实时监控，可以有目的地适时安排检修，减少检修的盲目性。
四、结束语
馈线自动化系统是一个复杂的系统的集成，通过馈线自动化，利用自动化开关设备和现代通信技术，可以实现对配电网的远方监控和自动控制，达到提高系统供电可靠性的目的。但是由于设备或原始设计的缺陷，通过配电远方终端单元采集的实时数据量和控制量一般不到全部配电网数据总量的10%。因此，未来配电网技术应加强与其他系统的数据共享，保证供电质量，迅速确定故障部位，及时处理故障，恢复线路送电和降低网损外。
参考文献
[1]李凌.馈线自动化相关技术及实践研究[D].武汉大学，2004.
[2]王明俊等，配电系统自动化及其发展[J].北京：中国电力出版社，1998.
[3]刘健，沈兵兵，赵红河等.现代配电自动化系统（第一版）[M].北京：中国水利水电出版社，2013.
【关键词】：馈线自动化 配电网 功能
引言
国民经济的高速发展对电网自动化建设、电网安全稳定运行、电能质量和优质服务水平提出了更高要求。因此，许多电力企业实施配网自动化工程时，首先考虑的是配电网馈线自动化工程，馈线自动化建设是整个配电网自动化系统中的一个重要环节。通过馈线自动化建设可以实现馈线线路的故障检测、定位、故障隔离及非故障区域的恢复送电，达到提高系统供电可靠性的目的。
一、馈线自动化系统
馈电线路是配电系统的重要组成部分，馈线自动化是配电自动化的关键和核心。馈线自动化技术主要指馈线发生故障后，自动地检测并切除故障区段，进而恢复非故障区段正常供电的一种技术。馈线自动化系统主要由一次设备、控制箱、通信、控制主站4部分组成。
（一）一次设备：包括开关和电压、电流互感（传感）器。
采用的开关设备有自动重合器、负荷开关及分段器等，这是由于实现馈线自动化要求配电网采用环网、分段供电结构，故障区段的隔离及恢复供电分为按顺序重合及SCADA监视系统配合遥控负荷开关、分段器两种方式。自动重合器是早期使用比较多的馈线自动化一次设备，应用V-T（电压-时间）配合原理实现。在配电线路故障后逐个自动重合，若再次重合到永久性故障，便自动闭锁，隔离故障点。自动重合器无需通信设备，但用时较长，耗电较大，且对开关性能要求高，现在已逐渐被淘汰。馈线自动化所选用的负荷开关、分段器要具备电动操作功能，线路开关在变电站内断路器切除故障后的停电状态下操作，因而可选用无电流开断能力的“死”线分段开关，以减少投资。馈电线路监控系统对电压、电流变换器的负载能力及精度要求相对较低，一般使用电压、电流传感器装置。这些传感器体积小、造价低，它们内嵌在绝缘子内，配套安装在柱上开关上或线路开关柜内。
（二） 控制箱
控制箱起到联结开关和SCADA系统的桥梁作用，主要部件包括：开关、供电电源、控制箱体、远方终端（FTU）、通信终端。该电路应具有防止操作安全闭锁的功能，必须具备可遥控或就地手动操作的开关，还应有不间断供电电源为开关操作机构及二次电子设备提供电源，一般是采用2组12V直流可充电蓄电池串联供电。控制箱体一般是户外安装，需要有较强的防腐蚀、防寒、防尘、防潮能力，在气候特别潮湿和寒冷的地区，建议在箱内装一小功率電加热器，以提高控制器内电子元器件运行的稳定性。馈线自动化远方终端（FTU），能够正确测量和自动记录线路故障电流的幅值和方向，并且对操作电源及开关状态进行实时监视。配电网自动化需要大量的FTU，比调度自动化系统所用RTU数量高一个数量级以上。因此，FTU不仅要能够适应户外恶劣运行环境，并且具备体积小、重量轻、功耗小，便于安装，价格低廉等特点。
（三）通信终端：通信终端如无线电台、扩频电台、光端机、载波机等。通信系统信道的选用，应根据通信规划、现有通信条件和配电自动化及管理系统的需求，按分层配置、资源共享的原则予以确定。信道种类有光纤、微波、无线、载波、有线。
（四）控制主站
控制主站自动处理来自FTU的数据；实施对故障线路定位、隔离及恢复供电；提供人机接口；作为配电网自动化系统一个结点时，必须具备信息转发功能，如与上一级SCADA系统或其他相关系统的通信。
二、馈线自动化的技术特点
目前，国内在配网自动化系统的应用上大致分为两大类型：一类是电压型系统，一类是电流型系统，这里着重分析电压型系统。
（一）电压型馈线自动化实现配电自动化三阶段
（1）杆上配电自动化。架空线路用馈线自动化设施由同杆架设的杆上真空自动配电开关（PVS）、具有故障诊断功能的远方终端单元（RTU）和电源变压器（SPS）组成。电源变压器从线路两侧采集配电线路上的电压，利用RTU自身所具有的智能化检测功能，与开关设备配合，共同完成故障区段的隔离、非故障区段的恢复供电，并且利用站内故障区段指示设备，判断出故障区段并通知运行人员检修。这一阶段无需通信系统，就能够独立完成架空系统配电自动化的基本功能，减少停电区间，缩短停电时间，提高供电可靠性。
（2）遥测遥控自动化。在完成了第一阶段的基本功能后，为了使配电自动化再上一个台阶，实现以遥测、遥控自动化为纽带的计算机管理配电自动化，以提高供电可靠性、改进供电质量、实现优秀的电力信息管理、为用户提供完善的服务、降低运行费用和运行人员劳动强度，这是配电自动化的更高层次的发展。
（3）计算机管理配电自动化。在此阶段中，采用电压型配电自动化系统的发展思路，杆上配电自动化阶段可以不依赖通信方式，独立实现配电自动化的基本功能，而遥测遥控自动化可以方便地从杆上配电自动化阶段扩展而来。
（二）馈线自动化设备要求
（1）具备独特的就地保护功能。配电自动化系统是一个庞大的系统工程，工程的实施应当采取分阶段实施策略，达到“边投资、边收益”目的。在馈线自动化阶段，可以通过设备自身智能化故障处理能力实现快速的故障隔离，设备的就地保护是关键。随着城网改造线路逐步实现无油化、绝缘化，利用设备的智能化功能，就地保护将故障隔离，利用系统的集中管理功能完成负荷转移、优化等高级功能，大大地提高了设备利用率。
（2）减少对开关的操作。配电自动化开关不同于一般的开关设备，采用了来电就合、无压释放的工作原理，因此避免了自动化过程在停电条件下对开关的操作。
（3）清晰的配网自动化系统功能分布。杆上设备全力完成线路正常监控和故障快速处理功能，后台系统全力完成对配电网经济运行和实现整个配电网的计算机管理，使配电网达到一个多层次的管理阶梯。
三、馈线自动化的基本功能
馈线自动化系统应具有如下功能：遥测、遥信、遥控功能；故障区域自动判断和自动隔离，故障消除后迅速恢复供电功能；根据配电网的负荷均衡程度合理改变配电网的运行方式；重合闸控制功能，即当发生过电流并导致断路器跳闸时启动，并在断路器一侧电压恢复时开始延时计数，从而实现沿线从电源至末端依次重合，若一次重合失败则不再重合；对时功能；过电流记录功能；定值的远方修改和召唤功能；停电后仍维持工作的功能等。
这些功能的实现一方面能够减少停电时间，提高供电可靠性。城市供电网的发展是采用环网“手拉手”供电方式并用负荷开关将线路分段，利用馈线自动化系统实现故障段的自动隔离，即无故障区段自动恢复供电，可缩小故障停电范围，减少用户停电时间；另一方面能够降低网损，提高供电质量。馈电自动化系统可以实时监视线路电压的变化，自动调节变压器的输出电压或分段投切无功补偿电容器组，保证用户电压满足要求，实现电压合格率指标；还能实现状态检修，减少配电网运行和维护费用。馈线自动化系统可对配电系统及设备运行状态进行实时监控，可以有目的地适时安排检修，减少检修的盲目性。
四、结束语
馈线自动化系统是一个复杂的系统的集成，通过馈线自动化，利用自动化开关设备和现代通信技术，可以实现对配电网的远方监控和自动控制，达到提高系统供电可靠性的目的。但是由于设备或原始设计的缺陷，通过配电远方终端单元采集的实时数据量和控制量一般不到全部配电网数据总量的10%。因此，未来配电网技术应加强与其他系统的数据共享，保证供电质量，迅速确定故障部位，及时处理故障，恢复线路送电和降低网损外。
参考文献
[1]李凌.馈线自动化相关技术及实践研究[D].武汉大学，2004.
[2]王明俊等，配电系统自动化及其发展[J].北京：中国电力出版社，1998.
[3]刘健，沈兵兵，赵红河等.现代配电自动化系统（第一版）[M].北京：中国水利水电出版社，2013.