自動線路分段器

編輯

饋線是傳輸電能及信號的重要線路，在配網(wǎng)系統(tǒng)里能維持變電站傳輸電能的有序進行。饋線最早運用于電視機與室外天線之間的連接，但早期的饋線在抗干擾、抗腐蝕等性能上相對薄弱，無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行的要求。自電網(wǎng)改造之后，配電網(wǎng)饋線逐漸實現(xiàn)了自動化運行，不僅增強了電力信號之間的傳輸，對維持配網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行也起到了重要作用。配網(wǎng)饋線自動化的優(yōu)點如下。

1.提高系統(tǒng)運行效率

傳統(tǒng)配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)過于復雜，不僅增加了線路運行時承擔的荷載，且造成線路故障的發(fā)生率持續(xù)上升，阻礙了配網(wǎng)的高效率運行。饋線自動化模式推廣后，配網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率顯著提高，變電站在傳輸電能過程中的故障次數(shù)減少.如：環(huán)網(wǎng)柜加裝FTU 運用于10 kV 環(huán)形電纜配網(wǎng)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了配電設(shè)備的自動化操控，讓饋線傳輸作用發(fā)揮到最大。并且在各環(huán)網(wǎng)柜上的FTU通信通道與配電自動化主站互相連接，維護了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.完善設(shè)備運行環(huán)境

對配電網(wǎng)故障檢測發(fā)現(xiàn)，設(shè)備故障通常都是由于線路故障所致。變電站與用戶設(shè)備之間的線路受損，電能傳輸?shù)牧鞒虝⒓粗袛?，從而影響了用戶的正常用電。饋線自動化運行能對線路故障自動檢測、隔離，帶故障解除后可自動恢復運行。如：配電網(wǎng)故障發(fā)生后，主站或子站根據(jù)FTU 送來的信息，再利用軟件運算及時查找故障原因，并向環(huán)網(wǎng)柜的負荷開關(guān)自動發(fā)遙控命令，以便隔離配網(wǎng)故障或盡快恢復電網(wǎng)運行。

3.降低電網(wǎng)運行故障

線路故障是影響配網(wǎng)系統(tǒng)運行效率的普遍因素，電網(wǎng)故障的發(fā)生也會給用戶設(shè)備造成不同程度的損傷。通過對配網(wǎng)系統(tǒng)線路進行綜合改造，可以有效降低電網(wǎng)運行故障的發(fā)生率。配電網(wǎng)采取饋線自動化運行后，利用自動化調(diào)控方式對系統(tǒng)重要參數(shù)進行遠程監(jiān)測，如：饋線、箱變等設(shè)備的電流、電壓、電量等，從而滿足了設(shè)備在線監(jiān)測的要求。而工作人員結(jié)合饋線自動化設(shè)備反饋的信息，對電網(wǎng)運行故障能有進一步的了解。

社會用電問題已經(jīng)成為制約社會現(xiàn)代化發(fā)展的一大障礙，為了緩解社會供電壓力，保持各地區(qū)配電網(wǎng)傳輸電能的高效運行，國家重點投資配電網(wǎng)自動化建設(shè)。作為配網(wǎng)系統(tǒng)自動化的重點構(gòu)成，饋線自動化對維護配網(wǎng)作業(yè)起到了重要作用。但受到多種因素的限制，配網(wǎng)饋線執(zhí)行操作命令時也會發(fā)生不同的故障。電力行業(yè)對饋線故障現(xiàn)有的處理方法主要集中于各種監(jiān)控預測。

1.終端裝置

饋線終端裝置（FTU）運用于饋線自動化可發(fā)揮出較好的故障處理作用。一般情況下，配網(wǎng)系統(tǒng)利用FTU 設(shè)置于饋電線路中，這樣可以對設(shè)備開關(guān)實施全面性的監(jiān)測控制，主要作用包括：遙測、遙控、遙信，故障檢測等。此外，饋線終端裝置對配網(wǎng)通信也有良好的保護作用，能及時把接收到的數(shù)據(jù)信息傳遞給配網(wǎng)控制中心，如：開關(guān)狀態(tài)、電能參數(shù)、相間故障、接地故障等重要參數(shù)，對故障進行定位分析以提高處理質(zhì)量。

2.重合裝置

重合裝置處理饋線故障采用了重合器，它是一種高壓開關(guān)設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)饋電線路的自動檢測及多功能保護?；谥睾掀鞯酿伨€故障處理有分布式控制、集中式控制兩大類。如：分布式控制結(jié)合了故障狀態(tài)差動保護方式，重合器采用這類設(shè)備可對饋線故障進行有效定位，同時發(fā)送切斷開關(guān)、隔離故障的操作指令，維持了饋電線路的持續(xù)傳輸。此外，重合器對提高重合閘成功率、縮小故障停電范圍等也有很好的控制作用。

3.保護裝置

保護裝置在饋線故障發(fā)生時能有效保護配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，對饋電線路故障是一種快速處理方法。常用的饋線保護是各類繼電器，對饋線自動化的閉環(huán)、開環(huán)運行均有很好的處理作用。如：閉環(huán)運行發(fā)生故障時，裝置將在5 個周波內(nèi)作出判斷，一般從發(fā)生故障到命令發(fā)出的時間約為0.15~0.2 s。繼電器在故障發(fā)生過程中能夠發(fā)揮較好的保護作用，對現(xiàn)有的設(shè)備裝置進行綜合性的調(diào)控，當配網(wǎng)饋線出現(xiàn)故障問題時能及時隔離操作[2]。

分段器（Sectionalizer）是一種與電源側(cè)前級開關(guān)配合，在失壓或無電流的情況下自動分閘的開關(guān)設(shè)備。當發(fā)生永久性故障時，分段器在預定次數(shù)的分合操作后閉鎖于分閘狀態(tài)，從而達到隔離故障線路區(qū)段的目的。若分段器未完成預定次數(shù)的分合操作，故障被其它設(shè)備切除了，則其將保持合閘狀態(tài)，并經(jīng)一段延時后恢復到預先的整定狀態(tài)，為下一次故障做好準備。分段器一般不能斷開短路故障電流。

自動線路分段器是配電系統(tǒng)中用來隔離線路區(qū)段的自動保護裝置,其通常與電源側(cè)保護裝置,例如重合器配合使用。自動線路分段器不能用來開斷故障電流,當線路發(fā)生故障時,電源側(cè)保護裝置切斷故障線路，當線路發(fā)生故障電流時,分段器達到啟動電流,且達到整定的計數(shù)次數(shù),后備保護設(shè)備(重合器或斷路器)跳閘后,分段器自動分閘。所以當重合器速斷動作后無論重合成功與否,均應(yīng)巡視檢查該線路各分段器有無跌落分閘。

分段器可以整定在1、2和3次計數(shù)狀態(tài)下工作，在線路中，分段器可以裝設(shè)在重合器之后．或者裝設(shè)在重合器和熔斷器之間。由于它只能用來檢測超過指定電壓的電流，且不具有時延特性．這將使分段器的電流配合范圍擴展，即從其最小激勵值起，到所能允許的最大瞬時值止。分段器所累計的計數(shù)值，經(jīng)一段時間后會自動清除．為下次動作做好準備。

為了緩解社會用電壓力，電力行業(yè)在規(guī)劃配電網(wǎng)運行時充分考慮了自動化操控模式。實現(xiàn)饋線自動化是配電網(wǎng)改造的重點，對變電站至用戶設(shè)備之間的線路進行了綜合性的監(jiān)測，故障發(fā)生后可立刻切斷故障源。配網(wǎng)系統(tǒng)饋線自動化采用的保護技術(shù)主要是通過切除、隔離、恢復等方法處理故障。

1.傳統(tǒng)的電流保護

電流是饋電線路傳輸?shù)闹饕獙ο螅刂坪镁€路電流大小對保護線路安全有著重要的作用。早期我國電力改造對饋線采取的保護方法為電流保護，通過控制線路電流值以防線路過載運行，有效防止了配網(wǎng)饋線故障的發(fā)生。考慮到配電線路長度較小，電流保護中選擇時間配合的方式達到全線路保護的效果，如：反時限電流保護、三段電流保護，顯著增強了饋線的穩(wěn)定性。

2.重合器方式的饋線保護

重合器也用于饋線故障的處理，屬于提前防范的故障檢測方法。重合器能夠滿足饋線分段、增加電源點的要求，這些都是增強饋電線路高效運行的有利條件。如：重合器保護能夠縮小饋線故障范圍，在處理時可盡快查找故障點。此外，饋線故障發(fā)生后，重合器能自動斷開故障電流，按照配電網(wǎng)運行的要求進行操作控制，避免了配網(wǎng)系統(tǒng)中斷運行的發(fā)生。

3.基于饋線自動化的饋線保護

配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統(tǒng)，其中饋線自動化實現(xiàn)對饋線信息的采集和控制，同時也實現(xiàn)了饋線保護。饋線自動化的核心是通信，以通信為基礎(chǔ)可以實現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制，從而實現(xiàn)配電SCADA、配電高級應(yīng)用（PAS），同時，以地理信息系統(tǒng)（GIS）為平臺實現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理，而SCADA、GIS 和PAS 的一體化則促使配電自動化成為提供配電網(wǎng)保護與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理的全方位自動化運行管理系統(tǒng)。

自動化故障處理

從分段器的結(jié)構(gòu)性能來說，其核心功能是自動判斷線路故障和記憶線路故障電流開斷的次數(shù)，當達到整定次數(shù)之后可以自動分閘，從而保護了配電網(wǎng)饋線的安全運行。近年來我國對配網(wǎng)系統(tǒng)進行了大范圍的改造，分段器憑借其優(yōu)越的故障處理功能得到了廣泛的運用，大大促進了配網(wǎng)系統(tǒng)的自動化水平。針對配網(wǎng)饋線自動化產(chǎn)生的故障，分段器處理故障的功能具體表現(xiàn)如下。

1.監(jiān)測異常

饋電線路在傳輸信號時會受到外界因素的干擾，導致線路傳輸流程受到阻礙，情況嚴重時會影響配網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率。如：配網(wǎng)通信設(shè)備在接收信號時，常會由于線路穩(wěn)定性不強而造成信號減弱。分段器用于配電網(wǎng)饋線自動化之后，其能夠在失壓或無流的情況下自動分閘的開關(guān)設(shè)備。對于永久性故障問題，分段器能在故障時自動切斷線路，有效隔離故障后保護系統(tǒng)的正常運行。

2.記錄故障

對常見的饋線自動化故障，分段器也具備了較好的記錄功能，通過對異常信號的記錄收取，為相似故障的處理提供了可靠的依據(jù)。如：當分段器對某一故障未能徹底結(jié)束分合操作時，饋線故障會被其它保護裝置隔斷，而分段器依舊處于原先的整定狀態(tài)。分段器對這一故障流程的記錄，能為后期故障提供詳細地處理指導。對于故障處理中的數(shù)據(jù)及信號，分段器也能準確地判別。

3.自動分閘

自動分閘對饋線自動化故障具備檢測、定位、轉(zhuǎn)移等多項功能，主要是為了將饋線故障及時斷開，避免對其它設(shè)備造成不利影響。自饋線自動化模式在配網(wǎng)系統(tǒng)廣泛運用后，各種設(shè)備之間的協(xié)作運行效率更高，一旦某一個設(shè)備出現(xiàn)故障則會影響到其它設(shè)備的性能發(fā)揮。分段器自動分閘功能可以對故障快速定位，給故障維修人員的處理提供可靠依據(jù)。

編輯

總之，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電能供應(yīng)問題受到了用戶的高度關(guān)注。為了保證供電系統(tǒng)的高效率運作，搞好配電網(wǎng)系統(tǒng)改造是不可缺少的。饋線自動化是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的重要前提，在饋電線路改造過程中應(yīng)注重線路故障的處理。分段器作為一種高性能的故障處理裝置，其在切斷、隔離、檢測饋線故障中發(fā)揮了重要的作用，將其運用于配網(wǎng)系統(tǒng)有助于提升系統(tǒng)的運行效率[3]。

自動線路分段器的操作包括液壓控制及電子控制兩種。

分段器通常要與自動重合器串聯(lián)使用。這樣可以用低的費用提供附加的自動分段點。自動線路分段器是配線系統(tǒng)中用來隔離線路區(qū)段的自動保護裝置，其通常與電源側(cè)保護裝置,例如重合器配合使用。自動線路分段器不能用來開斷故障電流，當線路發(fā)生故障時，電源側(cè)保護裝置切斷故障線路，當線路發(fā)生故障電流時，分段器達到啟動電流，且達到整定的計數(shù)次數(shù)，后備保護設(shè)備(重合器或斷路器)跳閘后，分段器自動分閘。所以當重合器速斷動作后無論重合成功與否，均應(yīng)巡視檢查該線路各分段器有無跌落分閘 。

自動線路分段器是配電系統(tǒng)中用來隔離線路區(qū)段的自動保護裝置，其通常與電源側(cè)保護裝置，例如重合器配合使用。