摘要:随着国民经济的发展和科学技术的进步,电力工业也在迅速发展,人们对供电可靠性和供电质量的要求也越来越高,馈电自动化作为配电自动化的重要基础,它的相关技术的发展在配电网中有着举足轻重的作用.因此提高馈线自动化(Feeder Automation FA)技术是提高供电可靠性和供电质量的直接有效的技术手段.是配电自动化的重要技术手段.本文介绍了目前国内外关于馈电自动化相关技术的发展,同时对馈电自动化进行了一些相关的研究并对国内外的企业研制的一些配电自动化产品进行了介绍和分析.
关键词：电力系统、应急指挥中心、构架
1 引言
随着国民经济的发展和科学技术的进步、人们的生活水平的不断提高,人们对电力的需求越来越大,对供电质量与供电可靠性的要求也日益提高.为此,我们必须加快配电自动化技术的发展,使得供电技术发展能够跟得上科学技术发展的步伐. 馈线自动化作为配电自动化技术的一项重要技术,它的发展对于配电网路的优化与重构,正常运行时对配电网进行监测,保护控制和管理;故障时进行故障记录,定位,以及隔离故障馈线区段,最后通过配电网重组实现对非故障区域的供电都是非常重要的.
馈线自动化其主要功能有:正常情况下,对馈电网进行监控和数据采集,包括相应馈线柱上开关状态、馈线电流电压等;故障时进行故障记录,遥控馈线柱上开关的合闸、分闸，在配电自动化系统综合分析故障信息后遥控执行自诊断、隔离、恢复功能.根据负荷均衡情况实现配电网的优化与重构。
目前国内外普遍采用的馈线自动化方案有两种,一种馈线自动化是通过配电自动化设备相互配合来实现的,另一种是通过通信网络和馈线终端单元(FTU)实现.通常用配电自动化开关设备相互配合实现馈线自动化的模式：重合器与分段器配合方式; 重合器与重合器配合方式.
重合器与分段器配合的馈电自动化模式:
此种方案的工作原理如下:故障发生时,11Okv电源测的重合器跳闸,随后沿线分段器因失压(电压-时间型)或者因计数值达到设的整定值(重合器与过流脉冲计数型分段器型)而跳闸，经过重合器整定的第一个延时定值后重合器第一次重合，沿线分段器依次顺序逐一重合，当合到故障点时，由于与故障点相连的分段器合闸于故障状态,所以重合器和分段器会发生第二轮跳闸，使得该分段器闭锁在分闸位置,不再重合，经重合器整定的第二个延时定值后,重合器第二次重合,从而恢复对非故障区段供电.
重合器与重合器配合的馈电自动化模式:
故障时,若重合器流重合器失压或流过超过其整定值的电流时，与电源测相连的重合器跳闸，此后按预先整定的动作顺序重合器依次做若干次合、分的循环操作，若重合成功则自动终止后续动作，并经过重合器整定的延时定值后恢复到预先的整定状态，为下一次故障做好准备；若重合失败则重合器闭锁在分闸状态，只有通过手动复位后才能解除闭锁。可见利用重合器可以有效地避免瞬时性故障的影响。
以上两种方法都存在着各自的缺陷和不足:对系统冲击太大,需要经过多次重合才能实现故障隔离;考虑线路的长短问题或是重合器之间的配合问题时,当靠延时实现的分段越多,对于系统越不利,保护越难配合,系统受到的冲击影响会越大.
通过通信网络和馈线终端单元(FTU)实现的馈电自动化方式:
这种方式不存在线路延时分段的问题,有效的避免了以上两种情况的出现.正常工作时，各FTU分别监测和采集相应柱上开关的运行状态，对负荷进行统计,并记录下当前状态下的电压、电流、功率,以及开关的当前位置等.计算机采集信息后通过通信网络向远方的配电自动化控制系统发送上述信息，各FTU还可以接收配电网控制中心下发的命令进行相应的远方倒闸合闸操作以优化配网的运行方式。在故障时，各FTU记录下故障前后的重要信息，如最大故障电流和故障前的负荷电流、最大故障功率等，并将上述信息传至配电自动化控制系统，经计算机系统分析后确定故障区段和最佳供电恢复方案，并最终发遥控命令隔离故障区段、恢复健全区段供电。
2 国内外馈电自动化技术发展概述
一般认为配网中馈电自动化技术的发展大致经历了两个阶段:第一阶段是基于配电自动化开关设备相互配合的馈电自动化阶段; 第二阶段的配电自动化系统是以通信网络、终端馈电单元FTU和计算机网络为基础的馈电自动化,这一阶段的发展对于通信网络和计算机的要求很高.第一阶段的主要设备是重合器和分段器,对于通信网络和微机控制系统不做什么要求,通过配电自动化开关设备之间的配合方式大致有两种: 重合器与分段器配合方式; 重合器与重合器配合方式.它们的工作原理在本文中已经介绍,无论哪种方式其主要功能都是在故障时实现故障隔离以及对健全区域继续供电.这一阶段的配电自动化系统代表:日本东芝公司的重合器与电压时间型分段器配合模式和美国Cooper公司的重合器与重合器配合模式; 第二阶段的馈电自动化主要是通过通信网络与计算机系统来实现的,正常工作时,各FTU监测柱上开关的状态,记录当前状态下的参数值,如电流、电压、功率等.FTU起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用;故障时能及时响应故障并判断故障的类型,综合信息后由通信网络将信息发至配电自动化系统,并由调度员获取信息后通过遥控隔离故障区域,最后恢复对健全区域的供电.故障时记录故障前后的重要信息,将信息传送配网控制系统后,计算机分析、确定故障区域和最佳供电恢复方案,并通过遥控隔离故障区域,最后恢复对健全区域的供电.
2.1国外馈电自动化发展概述
国外配电网的发展起步较早,发展也比较快,如英、美国家,亚洲比较有代表性的日本,配电自动化是西方发达国家在70年代提出的新概念。早在50年代初能在配电网中就利用高压开关设备的功实现故障控制,主要设备是重合器,分段器,环网开关柜等.随着科学技术的发展,出现了将配电网的检测计量,故障定位、自动控制、规划.数据统计管理集为一体的综合系统,即SCADA监控系统.配合遥控负荷开关分段器实现故障区段的定位,隔离以及恢复供电.
2.2国外几个发达国家的馈电自动化技术应用概况
为了给用电用户提供更好的服务, 日本CEPCO公司推进了馈电自动化的进程,DAS程度越来越高,涉及的范围越来越广.如此一来不仅提高了该地区供电的可靠性,而且提高了电能的利用率和管理部门的工作效率,进一步推广了配电自动化的应用范围. CEPCO为日本833万个用户提供电能,1999年夏季高峰期的容量达到22280MW. CEPCO采用微机监控大而复杂的配电网的运行状况,使其供电的可靠性与灵敏度尽可能达到最高.馈电自动化采用RTU技术实现远程监控,RTU最大的部分安装在开关柱的顶端.其余部分通过一条专用通信线与主站相连.系统通过微机不仅可以对开关状态的工作情况进行控制,而且可以自动对局部故障的进行监测和判断,并隔离故障.待故障消除后自动恢复健全区域供电.
墨西哥城的SIARED涵盖了8个配电网操作中心系统.目前采用的是SCADA监控系统,馈电自动化系统中包含有馈线远程终端单元FRTU,馈线重合器FRI,馈线电容器组FCBI. FRTU用于获得精确时间的运行情况和模拟数据信息并实现对馈线远程控制开关的控制. FRI可从重合器上采集某时刻的运行状况信息和模拟数据,从而实现对重合器的操作与控制. FRTU, FRI的馈线通信系统采用多路无线电系统进行通信.
韩国电力公司(KEPCO)正开发新的配电自动化系统NDAS,NDAS是在KODAS的基础上进行了改进，增加了多新的功能，包括当变电站或主变发生故障时，多重故障处理和系统恢复等功能。韩国电力公司在馈电系统中通过网络通信与计算机对开关进行远程控制,自动对馈电自动化检测故障,并自动收集运行状态的数据,如自动开关的状态,电流电压值等. KEPCO采用两种方法实现馈线自动化。大城市与农村地区的馈电方法有所不同, KEPCO根据本国的实际情况,对于人口基数大的大城市供电网络,NDAS采用的是和KODAS一样的“是一否”判断逻辑。对于一些农村地区，按照自动重合开关的顺序切换进行自动处理。馈线远动单元(FRU)安装在变电站内，置于断路器、自动柱上开关及重合器的旁边。FRU与这些开关之间通过控制电缆相连。FRU不断地监视开关的状态，并将数据传送给CCS，另外还响应来自CCS采集信息的指令。
德国VEW电网总容量4600MW，馈电自动化系统是集监控管理，监控遥测、遥控、遥信为一体的配电自动化。实现对远方设备的监视、控制、协调和分离现场操作、隔离故障和恢复供电。以技术代替了体力劳动，达到高标准的供电质量，并从系统中获得了效益。
意大利80年代就开发了适用于全国标准化的配电控制系统(STU )，负责高中压一次变电站的遥控操作。1991年提出开发新的控制系统(STM)以代替原有的控制系统(STU)，目的是使中/低压二次变电站和中、低压用户的仪表设备实现全面自动化。已于1993年投入运行的ENEL配电自动化系统，采用电缆进行通信，其最重要的特点是为配电网的遥控以及用户服务自动化和控制提供了总的解决办法。
美国长岛电力公司配电网自动化系统是借助分段开关的多次动作来实现对故障区段的隔离和恢复健全区域的供电。这种模式中柱上开关没有配备CPU。但是安装了硬件电路来充当继电保护装置。
2.3国外配电自动化产品
国外使用配电自动化系统的电力系统设备的制造厂家不计其数，著名的有：如德国西门子公司、法国施耐德公司、美国 COOPER 公司、摩托罗拉公司、英国 ABB 公司、日本东芝公司等，均推出了各具特色的配电网自动化产品。
2.4国外馈电自动化技术发展趋势
西方发达国家如美国，加拿大，德国目前已经普遍采用基于通信网络与计算机系统的FTU技术进行配电，亚洲配电自动化水平较高的国家日本70年代就开始进行高电压大容量的配电模式来解决大城市的配电问题，到了80年代基本上完成了计算机系统与配电设备配合的配电自动化系统的转变。在主要城市的配电网络上投入运行,其中大规模的配电自动化系统可控制约4000个以上的中压开关,中小规模的配电自动化系统也可控制约1500个中压开关。国外的配电自动化系统，正逐步向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展。目前已经具有相当的规模，并且在提高配电网运行的可靠性和效率，提高供电质量，降低劳动强度，充分利用现有设备的能力，缩短停电时间和减少停电面积等方面，均带来了可观的经济效益和社会效益。
本文关键字：技术 电力配电知识，电工技术 - 电力配电知识
