饋線自動化

饋線自動化是指變電站出線到用戶用電設備之間的饋電線路自動化，其內容可以歸納為兩大方面：一是正常情況下的用戶檢測、資料測量和運行最佳化；二是事故狀態下的故障檢測、故障隔離、轉移和恢復供電控制。

系統簡介

本系統基於DEP-900饋線終端設備（FTU）實現饋線自動化。

饋線自動化是配電網自動化的重要組成部分。要實現饋線自動化，需要合理的配電網結構，具備環網供電的條件；各環網開關、負荷開關和街道配電站內開關的操作機構必須具有遠方操作功能；環網開關櫃內必須具備可靠的開關操作電源和供FTU、通信設備用的工作電源；具備可靠的、不受外界環境影響的通信系統。

饋線自動化的實現原則是，故障後的網路重構應採用集中控制與分布控制相結合，優先採用分散式控制的原則，以提高反應速度；實現配電網的閉環運行，故障情況下，瞬時切斷故障段並保持對非故障區的不間斷供電；兼容開環運行模式。

根據上述運行模式、實現原則、保護方式和通信方式，饋線自動化裝置的配置如圖所示：

　FTU基本按照變電室中線路為單元進行配置，對於採集參數較少的負荷側出路，可以根據採集數量配置若干FTU。虛線線條表示通信聯繫，所實現的功能包括：採集該線路的電壓、電流等所需電氣參數和設備狀態並通過RTU主動上送、執行遠方控制命令進行開關開合和參數調整、根據整定條件實現故障狀態縱差保護。

饋線自動化裝置配置圖

分散式控制和集中式控制相結合是10/35kV線路故障處理原則。分散式控制作為主要手段，採用故障狀態差動保護方式，通過FTU之間相互通信甄別故障地點，斷開故障點二側開關，隔離故障，保證健康段線路供電。集中式控制作為後備手段，在保護拒動情況下，由主站系統進行故障判別、隔離。由於本環網為電纜網，故障一般為永久性故障，所以不考慮重合閘方式，但FTU本身具備重合閘功能。

系統運行方式以閉環運行為主，兼顧開環運行方式。閉環運行發生故障時，裝置將在5個周波內作出判斷，為了確保對側和鄰側故障狀態的準確也需要一個時限，因此當發生故障到命令發出的時間約為0.15－0.2秒。單相接地故障、相間短路故障、三相短路故障均可按照上述方案解決。開環運行發生故障時，從故障發生到故障隔離約為0.5秒，健康段的恢復供電約在5秒內。

閉環和開環運行由主站系統根據系統一次側接線方式和開關狀態自行判別。當某開關狀態變化時，變位信息上送，主站系統判別該環此時的運行狀態。如果運行方式變化，則通知環上所有FTU修改其保護動作判據。

上述方案均基於小電阻接地系統。不接地系統中，當發生單相接地故障時，先通過小電流接地選線裝置判別故障線路，再由配電自動化軟體通過成組順序控制操作線路開關甄別故障段，斷開相應斷路器，並恢復非故障段負荷的供電。其它故障形式的判別與小電阻接地系統相似。 4．5 配電自動化終端裝置（FTU）

配電網監控遠方終端（FTU）負責對控制對象實時位置信號和測量值的接受以及對控制對象進行遙控。對不同的控制對象，如配電站、開閉所、桿變、桿刀和大容量的高壓用戶等，需選用適當的FTU。

為本系統配套的DEP-900型FTU，其容量為8路遙測（YC）量、16路遙信（YX）量、2路遙控（YK）量、4路RS-232/485接口。其主要功能有：數據採集，饋線監控，故障檢測，開關分合控制，故障自動隔離和故障線路供電的自恢復，自動負荷轉移、存儲和報告負荷值，接受遠方操作指令及轉發採集資料、信息，具備相適應的通信接口、採樣接口和輸出接口，適應戶內外環境要求。DEP-900還具備故障電流狀態差動保護的功能。它基於故障電流狀態差動原理，可作為每個斷路器的饋線保護。饋線斷路器不設備用和後備保護，當主保護拒動時，變電站出線開關跳開，然後由配電網管理軟體進行判別，以遙控方式隔離故障。

該區配電網採用環網結構，電源取自110KV變電站10KV側的不同母線，按閉環方式運行。小區用戶大多為高科技企業，對用電要求很高，希望在系統發生故障時，能瞬時切除故障，保證無故障區不間斷供電，因此對配電網的電氣備和保護方式提出了較高要求，只能選擇性能很強的DEP-900系列FTU。

相關產品和製造廠商有：東方電子 DF9311系列產品

系統實現

通信系統是主站系統與配電網終端設備聯接的紐帶，主站與終端設備間的信息交換可藉助可靠的通信手段，將控制中心的控制命令下發到各執行機構或遠方終端，同時將各遠方監控單元（RTU、FTU、TTU等）所採集的各種信息上傳至控制中心。通信方式有：光纖通信、配電線載波、有線電纜、無線擴頻、藉助公用通信網等多種。通信方式應根據使用場合，按照安全、可靠、實用、經濟的原則合理選擇。

（1）子站到主站層通信

從變電所到配電自動化主站的通信，借用已經鋪設的調度單模光纜通道。

（2）子站和FTU通信

由於子站與FTU形成的通信網路之間，各個通信節點的距離不超過3 km，因此，可使用多模光纖，構成子站與FTU之間的自愈雙環網。

（3）主從FTU之間的通信

由圖1可知，我縣城區電網採用環網櫃的環形配電方式，可選擇主從FTU的匯流排方式來實現FTU相互間的通信，通信採用RS485現場匯流排。

（4）FTU與配變總集中器通信

從FTU到配變總集中器採用標準的RS232接口，從總集中器到各配變台上的配變儀和抄表集中器採用禁止雙絞線RS485匯流排方式，從抄表集中器到採集裝置採用低壓載波通信方式。

自動化功能

在10 kV環形電纜配電網路中採用環網櫃加裝FTU，和設定配電自動化系統是實現饋線自動化的一種方式。在各環網柜上的FTU通信通道與配電自動化主站或子站系統相連。網路出現故障時，主站或子站根據FTU送來的信息，經過軟體運算定位故障，並向環網櫃的負荷開關自動發遙控命令，以達到隔離故障和恢復供電的目的。在正常情況下，可實現運行電參數（包括對饋線、箱變等設備的電流、電壓及電量等參數）的遠方測量，設備狀態的遠方監視，開關設備的遠方控制和有關定值的遠方切換。根據監測點的電壓和無功大小，控制電容器的運行狀態，達到無功就地平衡，減少線路損耗。

廣義地說，饋線自動化應包括配電網的高壓、中壓和低壓3個電壓等級範圍內的線路自動化 。對於高壓配電線路，其負荷一般是二次降壓變電站；對於中壓配電線路，其負荷可能是大電力用戶或是配電變壓器；對於低壓配電線路，其負荷是廣大的用戶。各電壓等級有其自身的特點，特別是低壓饋線，與高、中壓線路有很大的區別。因此，目前在論述饋線自動化時主要指高、中壓饋線自動化，而且特別是指中壓饋線自動化，在我國尤其是指10kV饋線。

饋線自動化在正常狀態下，實時監視饋線分段開關與聯絡開關的狀態和饋線電流、電壓情況，實現線路開關的遠方或就地合閘和分閘操作。在故障時獲得故障記錄，並能自動判別和隔離饋線故障區段，迅速對非故障區域恢復供電。其中故障定位、隔離和自動恢復對提高供電的可靠性和縮短非故障區的停電時間有重要意義，這也是饋電自動化的一項主要功能。

1.饋線運行狀態監測：分為正常狀態和事故狀態監測。正常狀態監測的量主要有電壓幅值、電流、有功功率、無功功率、功率因數等以及開關設備的運行狀態。監測量是實時的，監測設備一般稱為饋線終端單元（FTU)。在有通訊設備時，這些量可以送到某一級配電SCADA系統；在沒有通信設備時，可以選擇某些可以保存或指示的量加以監測。配電網中的監測點很多，應選擇確有必要的監測點加以監測，以節省投資。

裝有FTU的配電網，同樣可以完成事故狀態下的監測。沒有裝設FTU的地點可裝設故障指示器，通常將其裝在分支線路和大用戶入口處，具有一定的抗干擾能力和定時復位功能。如果故障指示器有觸點，也可以經過通信設備把故障信息送到某一級配電SCADA系統。

2.饋線控制：利用配電網中可控設備（主要是開關設備）對饋線實行事故狀態下和正常運行時的控制。

3.饋線的故障定位、隔離和自動恢復供電：這是饋線自動化的一個獨特功能，由斷路器、分段器所組成的系統，能在饋線發生永久性故障時，自動對故障進行定位，通過開關設備的順序動作實現故障隔離；在環網運行或環網結構但開環運行的配電網中實現負荷轉供，恢復供電。在發生瞬時性故障時，通常因切斷故障電流後，故障自動消失，可以由斷路器自動重合而恢復對負荷的供電。