浅议供电配网自动化系统ＤＡ原理及设计 艾进书贵州省六盘水钟山电力公司贵州六盘水５ ５３ｏｏ１ 【摘 要１目前我国配电网建设和改造处于高速发展时期，特别是近年来国家在城市电网建设和改造中，从和资金上给予很大支 持，具有了相应的资金条件，但我国配电网仍处于方案的探索阶段，本文结合城市配网自动化建设和改造的实际，谈谈配电网自动化设 计方案的原理、功能、特点及应用。 【关键词】配网系统 设计应用 Ｄ Ａ原理 中图分类号：ＴＭ７１ ５文献标识码：Ａ文章编号：１ ００９．４０６ ７（２０１ ０１１ ０—１ ９ ８－０１ １配网自动化系统的ＤＡ原理论述 配电网为环网供电，供电方式为开环运行方式，即联络开关在正常供电方 式下处于断开状态。配电网主站系统采用矩阵故障处理算法，快速高效地定 位故障区域，采用图论算法快速高效地寻找可能的恢复供电方案。有关算法 不依赖配电网络的结构，算法效率不受分段数目的影响，适合于简单的放射状 供电、架空线手拉手供电、通过环网或开闭所构成的复杂网格状等所有可能 的供电方式，其原理概述如下。 （１）故障判断的基本原理 根据馈线沿线各开关是否经过故障电流（或其他类型故障信号）判断。如 果馈线上出现的故障是单一的，故障区段应该位于从电源侧到末梢方向最后 一个经过故障电流的开关和第一个未经过故障电流的开关 之间的区段。 （２）故障判断算法 配电主站系统根据用户定义的配电网络的基本组成元素，电源点、分段 开关、馈线段及其分段开关和电源点的连接关系，自动生成描述配电网络拓扑 结构关系矩阵。同时根据ｓｃＡＤＡ采集到的流经分段开关的故障信号，实时形 成故障矩阵。两个矩阵相乘并作归一化处理，即可准确定位发生故障的区域。 （３）故障判断算法启动条件 配电主站系统通￣［ＳＣＡＤＡ系统采集点出线开关的位置状态和事故总 信号，当电源点发生事故跳闸时，启动故障定位算法模块 （４）配电主站系统的恢复 供电处理原理和过程当故障产生时，由于电源点出线开关的跳闸导致非 故障线路处于停电状态，为保证线路的正常运行，提高供电效率，需要对非故 障线路恢复供电。ｉｐｏｗｅｒ配电主站系统采用图论方法有效地给出可恢复供 电的各种途径，并可采用自动或手动方式进行快速恢复供电。 ２ ＤＡ功能和特点 在正常运行方式下的ＤＡ功能：数据采集和处理、遥控、遥调、报警等。 在非正常运行方式下的ＤＡ功能：故障的检测、故障的隔离、网络的划分、状 态分析、提供恢复方案、调度员建议、恢复预演、执行恢复。 特点： １）自动维护推理知识库； ２）高效、快速的推理控制策略； ３）基于规则与基于模型相结合的推理模式； ４）专家系统与数值计算相结合； ５）动态跟踪恢复状态，保证恢复建议总是可行的。 由ＳＣＡＤＡ取得实时故障信息；由网络数据库取得网络结构；调用潮流 程序计算恢复过程中的潮流，将恢复方案提供给倒闸操作票系统，Ｃ＃，ｉＮ度员决 策执行或自动执行。此外，还向ＧＩＳ、ＴＣＭ系统提供分析结果。 ３集中控制模式的ＤＡ设计方案应用 配电线路主环路为负荷开关，分支线路采用断路器。基于此线路结构，故 障处理的原则是：分支线路的故障由分支线的断路器自己跳闸清除；主环路的 故障采用集中模式。当出现故障时由变电站出口跳闸保护，再由主站收集所 有ＦＴｕ的信息后，进行的故障定位，下发遥控命令完成故障清除、隔离和转 移供电。保护参数整定原则见表１。 表１ 开关 （限时） （限叫） 过流 过流延时 重合闸 （ＦＴＵ） 速断定值 速断延时 定值 ＣＢ１、ＣＢ２ ｌ１ ０．３ｓ ｌ： Ｔｌ １次 ≤Ｏ．９Ｉ ． Ｏ， ≤Ｏ．９Ｌ ≤Ｔｉ ０．１ ｉ次 １９８ 中国电子商务．噜２０１０・１０ 主环路故障：当Ｆ１点发生故障时，变电站出口ＣＢｌ跳闸，并进行一次重 合闸。如果是瞬时陛故障，重合闸成功；如果是永久故障，ＣＢ１再次跳闸并进 入闭锁状态。主站系统收集全部ＦＴＵ的信息，进行网络拓朴，确定故障区段 后，下发遥控命令：命令Ｒ１、Ｒ２分闸，再命令ＣＢ１、Ｒ０合闸，完成故障定位、 隔离和转移供电，整个过程约需４５～６０ｓ。主环上其它区段发生故障时的处理 过程与此类似，这里不再重复。分支线路发生故障：当Ｆ２点发生故障时，Ｒ５先 于变电站出口动作，Ｒ５跳闸后，变电站出口ＣＢ１保护返回，Ｒ５进行一次重合 闸。如果是瞬时ｆ生故障，重合闸成功；如果是永久故障，Ｒ５再次跳闸并进入闭 锁状态。完成故障清除，由于是分支线路发生故障，无需隔离和转移供电过程。 ４纵向保护配合技术的ＤＡ设计方案的应用 为了更好地完成故障清除、隔离和转移供电，借助于光纤通道，利用时分 复用技术，在每个的供电环路中配置了保护控制单元（安装予站机柜里）， 每个保护控制单元占用一个保护通道。利用保护控制单元、高速现场保护总 线与保护光纤网络向配合来完成站端高速馈线自动化功能。因为该方案除具 有故障检测、故障隔离与供电的恢复等网络重构功能外，还具有前后级高速 纵向保护配合功能。对断路器线路而言，能在故障发生后０．１ｓ内准确迅速地 就地清除故障，最大限度减少事故停电面积，缩短事故停电时间；对负荷开关 线路来说，特别是电缆系统，可以做到能在变电站出线开关跳闸后０．１ｓ内准 确迅速地鞯ｉ离故障，保证变电站出线开关ｌｓ后重合成功。高速数字式保护配 合技术的故障处理过程如下。在光纤环网中设置保护控制单元。就可以让各 ＦＴＵ互相“通话”，高速判断短路故障点并在故障时就地快速清除（ＦＴｕ配断 路器开关时），不用变电站出口动作（出口设置０．３ｓ保护）；由于完成时间很短 （０．１ｓ保护出口时间），所以不影响正常的主站的ＤＡ功能实现（故障后隔离、 转移或恢复供电）。 在本方案中，故障定位、故障隔离与转移供电的方案按先后处理顺序分 为两个步骤：第一，迅速清除故障并与电源侧隔离；第二，快速隔离故障，转移和 恢复供电。正常情况下，整个故障处理过程只需１５ｓ。如果线路是断路器。第 一步骤：利用数字式高速纵向保护配合技术，可以保证离故障点最近的断路器 迅速清除故障。如果要消除瞬时性故障，则断路器设置１次重合闸功能，若是 瞬时陛故障则重合成功，恢复正常供电，若为永久性故障，则重合后再次跳闸， 与电源侧隔离。并且ＦＴＵ记录检测到的过流脉冲故障状态信息、开关状态信 息。第二步骤：子站在收到跳闸开关处ＦＴＵ的故障信息后，立即向所有此供电 环的ＦＴｕ发闭锁命令，使故障段另—侧的开关８ｓ分闸完成故障隔离，并使联络 开关ｌ２ｓ合闸完成转移供电。如果故障段与联络开关相接，则联络开关不合闸。 在子站处理故障的同时，主站通过巡检所有ＦＴｕ的故障信息与开关状态信息， 通过ＤＡ软件判断以确定故障点位置，然后准备发遥控命令，以隔离故障、转 移供电。如果子站处理的结果与主站准备实施的方案相同，则主站不再发遥控 命令。如果子站处理结果与主站方案不同，可再对转供方案进行优化。 如果要确保变电站出口１次重合成功，则可以利用数字式高速纵向保护 配合技术，在出口跳闸后立即让离故随 最近的负荷开关分闸，在重合前就隔 离了故障。并且ＦＴＵ记录所检测到的过流脉冲故障状态信息、开关状态信 息。第二步骤：子站在收到变电站出口跳闸信息后，立即收集ＦＴＵ的故障信 息，检测到分闸处ＦＴｕ的信息后，立即向所有此供电环的ＦＴＵ发闭锁命令， 使故障段另一侧的开关８ｓ分闸完成故障隔离，并使联络开关１２ｓ合闸完成转 移供电。如果故障段与联络开关相接，则联络开关不合闸。在于站处理故障 的同时，主站通过巡检所有ＦＴＵ的故障信息与开关状态信息，通过ＤＡ软件 判断以确定故障点位置，然后准备发遥控命令，以隔离故障、转移供电。如果 子站处理的结果与主站准备实施的方案相同，则主站不再发遥控命令。如果 子站处理结果与主站方案不同，可再对转供方案进行优化。
