長(zhǎng)島饋線自動(dòng)化系統(tǒng)可以增加供電可靠性
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的迅速提高，對(duì)電力需求的日益增長(zhǎng)，這對(duì)供電可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)的現(xiàn)狀，若不采取有效的措施就很難進(jìn)一步提高供電可靠性和供電質(zhì)量。配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化是配網(wǎng)系統(tǒng)提高供電可靠性最直接、最有效的技術(shù)手段。在當(dāng)前國(guó)際、國(guó)內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)缺乏成熟產(chǎn)品和成功經(jīng)驗(yàn)的情況下，借鑒國(guó)外配網(wǎng)自動(dòng)化的成功經(jīng)驗(yàn)，并加以消化、吸收，將會(huì)推動(dòng)我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)。本文重點(diǎn)介紹一個(gè)成功的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)典范——美國(guó)長(zhǎng)島電力公司(LILCO)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。該公司從1994年開始在GE-Harris公司的支持下開始用850個(gè)DART RTU和無線數(shù)字電臺(tái)組成了以配電網(wǎng)故障快速隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移為主的配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，在4年內(nèi)避免了595675個(gè)用戶的停電事故(根據(jù)美國(guó)事故統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，用戶停電時(shí)間在5 min及以上時(shí)即為停電事故)，并因此獲得了IEEE DA/DSM大獎(jiǎng)。
美國(guó)紐約長(zhǎng)島電力公司為100萬人口提供服務(wù)，共有750條饋線，其中絕大部分為架空線路，這些線路經(jīng)常遭受雷擊、冰雹颶風(fēng)等影響而引起短路故障。通過對(duì)客戶停電分析，一條主要線路的故障大約會(huì)引起2000個(gè)客戶停電。為了減少這些故障和提高供電可靠性，該公司除采取常規(guī)方法外，還實(shí)現(xiàn)了以配電網(wǎng)故障快速隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移為主的配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：自動(dòng)分段、引入通信和SCADA系統(tǒng)、非故障段自動(dòng)恢復(fù)供電。圖1是該公司配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)示意框圖。
圖1 配網(wǎng)饋線自動(dòng)化示意框圖
Fig.1 Block diagram of distribution automation of LILCO
1 自動(dòng)分段算法實(shí)現(xiàn)
1.1 故障檢測(cè)算法
早在1980年，長(zhǎng)島電力公司安裝了400多個(gè)帶無線電控制的柱上開關(guān)，主要包括中壓真空開關(guān)和電流互感器等設(shè)備。安裝了這些設(shè)備之后，減少了故障時(shí)間，但故障發(fā)生頻率沒有發(fā)生多大變化。為了進(jìn)一步提高配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的性能，需要有智能的遠(yuǎn)端饋線監(jiān)控單元(FTU)，能夠檢測(cè)負(fù)荷側(cè)永久性故障和在變電站斷路器閉鎖之前斷開負(fù)荷開關(guān)，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分段的功能。長(zhǎng)島電力公司選擇了GE-Harris公司的配網(wǎng)饋線自動(dòng)化專用設(shè)備DART RTU(FTU)，它可以從開關(guān)的電流互感器、電壓互感器交流二次側(cè)直接接入，并控制執(zhí)行相應(yīng)程序規(guī)定的跳閘和重合命令。DART有一個(gè)故障檢測(cè)算法，可以分別檢測(cè)和區(qū)分出永久性故障、瞬時(shí)性故障、負(fù)荷過流這三個(gè)級(jí)別的故障。具體內(nèi)容如下：
第1級(jí)：當(dāng)出現(xiàn)永久性故障時(shí)，離故障點(diǎn)電源側(cè)最近的DART RTU檢測(cè)到故障并按預(yù)置程序控制DART所在斷路器(重合器)跳閘，斷路器一次或多次重合失敗后，斷路器(重合器)跳閘閉鎖切除故障，并由DART發(fā)出跳閘閉鎖告警信號(hào)，要求組織檢修以恢復(fù)對(duì)故障線路的供電。
第2級(jí)：當(dāng)線路出現(xiàn)瞬時(shí)短路或接地故障時(shí)，離故障點(diǎn)電源側(cè)最近的DART檢測(cè)出故障，并按預(yù)置程序控制DART所在斷路器(重合器)跳閘，斷路器一次或多次重合成功后，切除故障恢復(fù)供電。同時(shí)DART發(fā)出跳閘、重合閘成功信號(hào)。被小動(dòng)物或樹枝引起接地或瞬間短路故障已清除，不影響供電，但仍需巡線查看現(xiàn)場(chǎng)是否有危險(xiǎn)遺留物需清除。
第3級(jí)：當(dāng)線路過負(fù)荷，但尚不大影響線路安全運(yùn)行的情況下,DART檢測(cè)到電流超過預(yù)置值，發(fā)出過負(fù)荷告警信號(hào)，以引起運(yùn)行人員注意。
1.2 自動(dòng)分段算法
在故障檢測(cè)算法的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一套FTU自動(dòng)分段算法，沒有通信網(wǎng)絡(luò)也可以應(yīng)用。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生短路電流，使出線保護(hù)動(dòng)作，變電站斷路器跳閘，重合閘。如果為永久性故障，保護(hù)再次動(dòng)作。FTU因檢測(cè)到過流、失壓的條件利用自動(dòng)分段算法使流過故障電流的開關(guān)跳閘,自動(dòng)切斷故障區(qū)域。然后變電站斷路器再次重合閘，變電站和第一個(gè)分段開關(guān)之間的非故障段線路恢復(fù)供電，減少停電區(qū)域，實(shí)現(xiàn)故障線路的自動(dòng)分段隔離(圖2)。
T1—保護(hù)動(dòng)作，斷路器(重合器)跳閘時(shí)間；T2—重合閘時(shí)間；
T3—重合閘失??；T4—故障切除，斷路器(重合器)再次重合閘恢復(fù)供電
圖2 電源側(cè)斷路器(重合器)兩次重合閘成功時(shí)序圖
1.3 應(yīng)用效果
長(zhǎng)島電力公司安裝了850個(gè)帶有自動(dòng)分段算法FTU 的開關(guān)之后，使受主要線路停電影響的客戶數(shù)量減少了25%，即在1995年1月到1996年6月的18個(gè)月內(nèi)使240000客戶避免遭受停電事故的影響。
2 SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
為了進(jìn)一步發(fā)揮FTU的功能，并對(duì)FTU 進(jìn)行遙控，實(shí)時(shí)監(jiān)控配網(wǎng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中安裝了基于PC機(jī)的SCADA系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是在基于和自動(dòng)分段開關(guān)通信的基礎(chǔ)上開發(fā)的，主站系統(tǒng)能夠發(fā)遙控命令，并對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制。在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)主站系統(tǒng)直接對(duì)FTU的信息采用DNP3.0規(guī)約通過無線電進(jìn)行通信，采取集中控制方式。SCADA系統(tǒng)提供電壓、電流、功率因素、負(fù)荷值和其他為最優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用的實(shí)時(shí)量。在配電通信系統(tǒng)自動(dòng)化中，長(zhǎng)島電力公司選用了無線數(shù)字電臺(tái)通信。整個(gè)系統(tǒng)中，9個(gè)月內(nèi)共安裝了850個(gè)無線數(shù)字電臺(tái)和相配合的開關(guān)850個(gè)。
3 自動(dòng)恢復(fù)算法實(shí)現(xiàn)
3.1 利用D200通信前置機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)算法
在經(jīng)過上述FTU本身具有的自動(dòng)分段功能實(shí)現(xiàn)和SCADA功能實(shí)現(xiàn)后，當(dāng)許多條線路同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)(比如在雷擊情況下)，就會(huì)產(chǎn)生處理速度慢，故障處理效率低的問題。為了實(shí)現(xiàn)完整快速的配網(wǎng)自動(dòng)化功能和對(duì)非故障區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)供電，新開發(fā)的自動(dòng)恢復(fù)算法滿足了上述需要。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能，在系統(tǒng)中引進(jìn)了通信前置機(jī)D200，提高了系統(tǒng)的性能。具體為：
(1)D200通過通信媒介和FTU通信(一般采用DNP3.0規(guī)約)，另一方面D200和主站SCADA進(jìn)行通信，把FTU的數(shù)據(jù)傳送至主站。在與RTU通信和主站通信，可采用不同的通信規(guī)約，D200可進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換，為配網(wǎng)系統(tǒng)的通信時(shí)規(guī)約的兼容和系統(tǒng)的進(jìn)一步擴(kuò)充打下基礎(chǔ)。
(2)自動(dòng)恢復(fù)算法用梯形邏輯控制編程(PLC)在D200中運(yùn)行，大大減少了自動(dòng)恢復(fù)供電的時(shí)間，據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用這種方法進(jìn)行非故障段自動(dòng)恢復(fù)的時(shí)間在1 min以內(nèi)。
(3)D200裝置中有一個(gè)可由用戶定義的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，可實(shí)現(xiàn)對(duì)FTU數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理和控制，對(duì)主站不需要的數(shù)據(jù)量進(jìn)行處理，這樣減輕了主站的工作量，特別對(duì)FTU較多的配網(wǎng)系統(tǒng)，可大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。
3.2 自動(dòng)恢復(fù)供電算法
D200接收自動(dòng)分段開關(guān)FTU中的失壓和過流故障檢測(cè)信息，同時(shí)還接收變電站斷路器狀態(tài)信息和供電環(huán)路中與故障線路相連接的供電線路切換信息以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)信息。在基于上述實(shí)時(shí)電壓、電流、負(fù)荷、斷路器狀態(tài)、開關(guān)位置的基礎(chǔ)上，自動(dòng)恢復(fù)供電算法計(jì)算并報(bào)告自動(dòng)恢復(fù)供電后的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
圖3中，當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)需要對(duì)非故障區(qū)域自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)，通過分析各FTU送上來的1 h和72 h負(fù)荷最大值(這兩個(gè)參數(shù)由FTU提供)來判斷正常側(cè)線路是否有多余容量可帶動(dòng)轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。當(dāng)永久性故障發(fā)生在 A 段時(shí)，F(xiàn)TU自動(dòng)斷開SW1, 自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)在斷開SW2后,判斷饋線2的剩余容量是否大于SW2的1h最大負(fù)荷值，如果大于這個(gè)容量，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)SW4； 如果饋線2的剩余容量只大于SW3的1h最大負(fù)荷值，那么斷開SW3，再合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)SW4；如果饋線2的剩余容量小于SW3的1h最大負(fù)荷值，則不合聯(lián)絡(luò)開關(guān)SW4。這樣就保證負(fù)荷轉(zhuǎn)移不會(huì)引起非故障段的線路出現(xiàn)過負(fù)荷。在實(shí)際系統(tǒng)中還設(shè)置不同季節(jié)的線路容量許可值，以滿足不同季節(jié)的用電特點(diǎn)。
圖3 典型配電環(huán)網(wǎng)圖
自動(dòng)恢復(fù)供電算法可以同時(shí)處理高達(dá)12條線路的自動(dòng)恢復(fù)供電，但必須在開環(huán)運(yùn)行的環(huán)網(wǎng)中運(yùn)行，每個(gè)環(huán)網(wǎng)中最多可有7個(gè)開關(guān)。
3.3 具體應(yīng)用
在SCADA主站系統(tǒng)中，操作者可以對(duì)每個(gè)供電環(huán)路網(wǎng)絡(luò)設(shè)置自動(dòng)化等級(jí)，這些等級(jí)主要包括：
(1)手工操作：SCADA系統(tǒng)將關(guān)閉D200中的自動(dòng)恢復(fù)供電算法。操作者可完全進(jìn)行遙控操作，并對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制。
(2)根據(jù)提示操作：D200可以自動(dòng)檢測(cè)故障區(qū)域并在基于實(shí)時(shí)信息的基礎(chǔ)上，在SCADA系統(tǒng)中作模擬顯示并對(duì)需要做故障恢復(fù)的開關(guān)操作步驟進(jìn)行顯示。假如操作者同意系統(tǒng)推薦的操作方案，操作者可以“確認(rèn)”通過SCADA對(duì)開關(guān)進(jìn)行必須的操作。任何一步操作失敗，將退出故障恢復(fù)程序并把對(duì)環(huán)網(wǎng)的操作轉(zhuǎn)入手工操作狀態(tài)。
(3)完全自動(dòng)化：通過自動(dòng)恢復(fù)供電算法，自動(dòng)檢測(cè)故障區(qū)域，通過切換開關(guān)對(duì)非故障區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)供電。所有自動(dòng)的開關(guān)切換步驟均是基于實(shí)時(shí)信息基礎(chǔ)上的，不需要操作人員介入。
3.4 應(yīng)用效果
紐約長(zhǎng)島電力公司利用DART RTU和組成以配電網(wǎng)故障快速隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移為主的配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)之后，效果非常明顯，圖4是1994～1998年間該公司避免停電事故的用戶數(shù)目統(tǒng)計(jì)圖。由圖可見，累計(jì)趨勢(shì)是隨時(shí)間上升的，這說明該配電網(wǎng)的運(yùn)行安全性在逐年提高。
在1994年由于停電的原因用戶需要服務(wù)的時(shí)間間隔為8.9個(gè)月，到1998年用戶需要服務(wù)的時(shí)間間隔增加為16.4個(gè)月。在實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化之前，也采用過各種提高電網(wǎng)可靠性的方法，結(jié)果是因停電的原因用戶需要服務(wù)的時(shí)間間隔只能從8.9個(gè)月提高到12.5個(gè)月；而實(shí)現(xiàn)了饋線自動(dòng)化之后，達(dá)到了16.4個(gè)月。
圖4 實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化之后免受停電影響的用戶數(shù)統(tǒng)計(jì)圖
4 對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的啟發(fā)
4.1 環(huán)網(wǎng)方式歸整化處理
我國(guó)10kV配電網(wǎng)一般具有兩種結(jié)構(gòu)：輻射結(jié)構(gòu)和環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。對(duì)于具有輻射結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)，利用FTU可實(shí)現(xiàn)故障定位和故障隔離，但不能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移，即不能實(shí)現(xiàn)對(duì)非故障段區(qū)域自動(dòng)恢復(fù)供電。因此，要實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)需具有環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但平時(shí)開環(huán)運(yùn)行。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，需要負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)閉環(huán)運(yùn)行。為了適應(yīng)配網(wǎng)自動(dòng)化的需要，將舊城區(qū)輻射供電方式改造成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運(yùn)行的環(huán)網(wǎng)供電方式是重要一環(huán)。
為了提高配網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)行效率，提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，最好能把整個(gè)配電環(huán)網(wǎng)歸整化成一種或幾種拓樸結(jié)構(gòu)的環(huán)網(wǎng)模式。如果采用這些固定的環(huán)網(wǎng)模式，自動(dòng)恢復(fù)供電程序就可進(jìn)行歸整化處理，利用可編程邏輯程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移。這樣會(huì)簡(jiǎn)化配置程序、方便管理，并且減少故障隔離時(shí)間，提高配網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)行可靠性。
如果不采用歸整化線路結(jié)構(gòu)，當(dāng)實(shí)現(xiàn)饋線故障自動(dòng)分段和自動(dòng)恢復(fù)時(shí)，必須對(duì)每一個(gè)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的環(huán)網(wǎng)，編制各不相同的自動(dòng)分段、自動(dòng)恢復(fù)軟件程序，增加了軟件編制的難度，并在某些情況下會(huì)加重主站的負(fù)擔(dān)，增加故障恢復(fù)的時(shí)間，因而也降低了系統(tǒng)的可靠性，增加了系統(tǒng)維護(hù)量。同樣，如果用戶使用遙控命令進(jìn)行隔離故障和故障恢復(fù)，操作程序耗時(shí)較多，特別是在雷電的情況下，由于多條線路發(fā)生故障，這種操作的效率就非常低。
4.2 FTU和主站的通信技術(shù)
4.2.1 使用DNP3.0通信規(guī)約
在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，涉及開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、無功補(bǔ)償電容器等設(shè)備的控制，規(guī)模大，數(shù)量多，種類復(fù)雜。如果配網(wǎng)自動(dòng)化采用問答式的通信方式，把所有的點(diǎn)訪問一遍，勢(shì)必造成訪問時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)影響故障信息的及時(shí)上報(bào)。因此在配網(wǎng)主站系統(tǒng)常采用一點(diǎn)多址的通信方式，F(xiàn)TU能主動(dòng)向控制主站或通信前置機(jī)及時(shí)上報(bào)遙信量變位、遙測(cè)量越限、故障信息等，同時(shí)主站在一定的時(shí)間間隔內(nèi)訪問各個(gè)FTU,對(duì)各個(gè)FTU的數(shù)據(jù)量進(jìn)行收集。
為了達(dá)到上述目的，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備之間互連，采用開放的標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約十分重要。DNP3.0規(guī)約是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)比較流行的通信規(guī)約，能支持FTU主動(dòng)上報(bào)方式，及時(shí)報(bào)告故障信息，同時(shí)DNP3.0符合OSI系統(tǒng)模型的開放式規(guī)約。
另外，在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，國(guó)內(nèi)開發(fā)廠家使用DNP3.0規(guī)約比較多，IEC-870-5-101通信規(guī)約也在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中得到應(yīng)用，而IEC-870-5-101是我國(guó)認(rèn)定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
4.2.2 使用通信前置機(jī)
通信前置機(jī)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中主要有兩方面的應(yīng)用，建立就地?cái)?shù)據(jù)傳輸分中心和主站通信處理前置機(jī)。
其一，建立就地?cái)?shù)據(jù)傳輸分中心，實(shí)現(xiàn)分區(qū)域數(shù)據(jù)管理。我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化工作剛剛起步，許多供電局進(jìn)行配網(wǎng)試點(diǎn)工作。在試點(diǎn)階段，由于試驗(yàn)的線路較少，一般FTU也限制在20個(gè)以內(nèi)，因此FTU的數(shù)據(jù)量不大，試驗(yàn)線路發(fā)生故障的可能性較少，即使對(duì)于比較復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)，通過主站軟件來處理的速度也是相當(dāng)快的。但是對(duì)于整個(gè)地區(qū)配網(wǎng)系統(tǒng)范圍大、線路多，需采集數(shù)據(jù)信息量多、故障可能性增多，特別是對(duì)同時(shí)發(fā)生故障的情況。根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)配網(wǎng)FTU宜進(jìn)行分區(qū)域管理，每個(gè)分區(qū)設(shè)置1個(gè)通信前置機(jī)，管理1個(gè)分區(qū)域。在所轄范圍內(nèi)，用PLC程序快速實(shí)現(xiàn)非故障段自動(dòng)恢復(fù)供電，同時(shí)利用它對(duì)不必要上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這對(duì)我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)有借鑒作用。
其二，主站通信處理前置機(jī)。在以往調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，RTU的通信數(shù)據(jù)量比較少，較多采用循環(huán)通信規(guī)約(CDT), 通道利用率較低。為了保持已有系統(tǒng)規(guī)約的兼容性，同時(shí)發(fā)揮DNP3.0主動(dòng)上報(bào)功能，把通信前置機(jī)作為規(guī)約轉(zhuǎn)換器也是一種較好的方法。D200通信前置機(jī)可轉(zhuǎn)換包括SC1801、CDT、IEC870-5-101在內(nèi)的70多種規(guī)約。
4.3 選擇穩(wěn)定、可靠的配網(wǎng)饋線終端(FTU)
隨著配電網(wǎng)的發(fā)展，在線路上將會(huì)越來越多地安裝柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、無功補(bǔ)償電容器等設(shè)備，對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控是配網(wǎng)自動(dòng)化的重要內(nèi)容。饋線遠(yuǎn)方終端FTU是一種數(shù)據(jù)采集并對(duì)開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行控制的特殊裝置，它和變電站自動(dòng)化RTU的功能類似，但它需要在非常惡劣的環(huán)境下能正常工作。FTU的功能主要包括：
(1) 正常運(yùn)行狀態(tài)下能夠檢測(cè)饋線的運(yùn)行情況,包括向主站發(fā)送數(shù)據(jù),當(dāng)故障時(shí)能檢測(cè)故障電流，最好能提供就地自動(dòng)分段隔離故障段、非故障段和自動(dòng)恢復(fù)供電的功能。
(2) 能適應(yīng)惡劣的運(yùn)行環(huán)境，在－40～＋80℃范圍內(nèi)能正常工作，能經(jīng)受高電壓、雷電、高頻信號(hào)及強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾，要有很強(qiáng)的抗干擾能力。
(3) 功率小、體積小，易于安裝。FTU一般安裝在桿上或開關(guān)柜內(nèi)，由于安裝的體積有限(特別在開關(guān)柜內(nèi))，F(xiàn)TU的體積應(yīng)盡量小。同時(shí)線路設(shè)備的控制裝置一般由電壓互感器供電，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)則由蓄電池供電，因此功率小是選擇FTU的重要因素。
選擇一個(gè)高質(zhì)量的配網(wǎng)饋線終端(FTU)是成功實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)鍵因素。DART RTU饋線遠(yuǎn)動(dòng)終端(FTU)在全球已經(jīng)成功安裝5000多套，有許多運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)能適應(yīng)在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，將是一種較理想的配網(wǎng)饋線遠(yuǎn)動(dòng)終端。
5 結(jié)語
美國(guó)長(zhǎng)島電力公司成功地實(shí)現(xiàn)了以快速隔離故障和負(fù)荷轉(zhuǎn)移為主的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，大大提高了電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。此項(xiàng)目對(duì)我國(guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)如在環(huán)網(wǎng)改造、FTU選擇等方面具有重要的指導(dǎo)意義。同時(shí)在我國(guó)紹興、石家莊等近十個(gè)供電局的配電網(wǎng)自動(dòng)化試點(diǎn)工程中也借鑒了國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)又結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)的實(shí)際情況，取得了較好的成績(jī)。
參考文獻(xiàn)
1 Gelbein L.Distribution automation increases reliability. Transmission & Distribution World, 1996,10
2 GE-Harris Energy Control Systems.Feeder automation pays off for KeySpan energy. Synergy News,1999,1
美國(guó)紐約長(zhǎng)島電力公司為100萬人口提供服務(wù)，共有750條饋線，其中絕大部分為架空線路，這些線路經(jīng)常遭受雷擊、冰雹颶風(fēng)等影響而引起短路故障。通過對(duì)客戶停電分析，一條主要線路的故障大約會(huì)引起2000個(gè)客戶停電。為了減少這些故障和提高供電可靠性，該公司除采取常規(guī)方法外，還實(shí)現(xiàn)了以配電網(wǎng)故障快速隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移為主的配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：自動(dòng)分段、引入通信和SCADA系統(tǒng)、非故障段自動(dòng)恢復(fù)供電。圖1是該公司配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)示意框圖。
圖1 配網(wǎng)饋線自動(dòng)化示意框圖
Fig.1 Block diagram of distribution automation of LILCO
1 自動(dòng)分段算法實(shí)現(xiàn)
1.1 故障檢測(cè)算法
早在1980年，長(zhǎng)島電力公司安裝了400多個(gè)帶無線電控制的柱上開關(guān)，主要包括中壓真空開關(guān)和電流互感器等設(shè)備。安裝了這些設(shè)備之后，減少了故障時(shí)間，但故障發(fā)生頻率沒有發(fā)生多大變化。為了進(jìn)一步提高配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的性能，需要有智能的遠(yuǎn)端饋線監(jiān)控單元(FTU)，能夠檢測(cè)負(fù)荷側(cè)永久性故障和在變電站斷路器閉鎖之前斷開負(fù)荷開關(guān)，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分段的功能。長(zhǎng)島電力公司選擇了GE-Harris公司的配網(wǎng)饋線自動(dòng)化專用設(shè)備DART RTU(FTU)，它可以從開關(guān)的電流互感器、電壓互感器交流二次側(cè)直接接入，并控制執(zhí)行相應(yīng)程序規(guī)定的跳閘和重合命令。DART有一個(gè)故障檢測(cè)算法，可以分別檢測(cè)和區(qū)分出永久性故障、瞬時(shí)性故障、負(fù)荷過流這三個(gè)級(jí)別的故障。具體內(nèi)容如下：
第1級(jí)：當(dāng)出現(xiàn)永久性故障時(shí)，離故障點(diǎn)電源側(cè)最近的DART RTU檢測(cè)到故障并按預(yù)置程序控制DART所在斷路器(重合器)跳閘，斷路器一次或多次重合失敗后，斷路器(重合器)跳閘閉鎖切除故障，并由DART發(fā)出跳閘閉鎖告警信號(hào)，要求組織檢修以恢復(fù)對(duì)故障線路的供電。
第2級(jí)：當(dāng)線路出現(xiàn)瞬時(shí)短路或接地故障時(shí)，離故障點(diǎn)電源側(cè)最近的DART檢測(cè)出故障，并按預(yù)置程序控制DART所在斷路器(重合器)跳閘，斷路器一次或多次重合成功后，切除故障恢復(fù)供電。同時(shí)DART發(fā)出跳閘、重合閘成功信號(hào)。被小動(dòng)物或樹枝引起接地或瞬間短路故障已清除，不影響供電，但仍需巡線查看現(xiàn)場(chǎng)是否有危險(xiǎn)遺留物需清除。
第3級(jí)：當(dāng)線路過負(fù)荷，但尚不大影響線路安全運(yùn)行的情況下,DART檢測(cè)到電流超過預(yù)置值，發(fā)出過負(fù)荷告警信號(hào)，以引起運(yùn)行人員注意。
1.2 自動(dòng)分段算法
在故障檢測(cè)算法的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一套FTU自動(dòng)分段算法，沒有通信網(wǎng)絡(luò)也可以應(yīng)用。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生短路電流，使出線保護(hù)動(dòng)作，變電站斷路器跳閘，重合閘。如果為永久性故障，保護(hù)再次動(dòng)作。FTU因檢測(cè)到過流、失壓的條件利用自動(dòng)分段算法使流過故障電流的開關(guān)跳閘,自動(dòng)切斷故障區(qū)域。然后變電站斷路器再次重合閘，變電站和第一個(gè)分段開關(guān)之間的非故障段線路恢復(fù)供電，減少停電區(qū)域，實(shí)現(xiàn)故障線路的自動(dòng)分段隔離(圖2)。
T1—保護(hù)動(dòng)作，斷路器(重合器)跳閘時(shí)間；T2—重合閘時(shí)間；
T3—重合閘失??；T4—故障切除，斷路器(重合器)再次重合閘恢復(fù)供電
圖2 電源側(cè)斷路器(重合器)兩次重合閘成功時(shí)序圖
1.3 應(yīng)用效果
長(zhǎng)島電力公司安裝了850個(gè)帶有自動(dòng)分段算法FTU 的開關(guān)之后，使受主要線路停電影響的客戶數(shù)量減少了25%，即在1995年1月到1996年6月的18個(gè)月內(nèi)使240000客戶避免遭受停電事故的影響。
2 SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
為了進(jìn)一步發(fā)揮FTU的功能，并對(duì)FTU 進(jìn)行遙控，實(shí)時(shí)監(jiān)控配網(wǎng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中安裝了基于PC機(jī)的SCADA系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是在基于和自動(dòng)分段開關(guān)通信的基礎(chǔ)上開發(fā)的，主站系統(tǒng)能夠發(fā)遙控命令，并對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制。在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)主站系統(tǒng)直接對(duì)FTU的信息采用DNP3.0規(guī)約通過無線電進(jìn)行通信，采取集中控制方式。SCADA系統(tǒng)提供電壓、電流、功率因素、負(fù)荷值和其他為最優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用的實(shí)時(shí)量。在配電通信系統(tǒng)自動(dòng)化中，長(zhǎng)島電力公司選用了無線數(shù)字電臺(tái)通信。整個(gè)系統(tǒng)中，9個(gè)月內(nèi)共安裝了850個(gè)無線數(shù)字電臺(tái)和相配合的開關(guān)850個(gè)。
3 自動(dòng)恢復(fù)算法實(shí)現(xiàn)
3.1 利用D200通信前置機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)算法
在經(jīng)過上述FTU本身具有的自動(dòng)分段功能實(shí)現(xiàn)和SCADA功能實(shí)現(xiàn)后，當(dāng)許多條線路同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)(比如在雷擊情況下)，就會(huì)產(chǎn)生處理速度慢，故障處理效率低的問題。為了實(shí)現(xiàn)完整快速的配網(wǎng)自動(dòng)化功能和對(duì)非故障區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)供電，新開發(fā)的自動(dòng)恢復(fù)算法滿足了上述需要。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能，在系統(tǒng)中引進(jìn)了通信前置機(jī)D200，提高了系統(tǒng)的性能。具體為：
(1)D200通過通信媒介和FTU通信(一般采用DNP3.0規(guī)約)，另一方面D200和主站SCADA進(jìn)行通信，把FTU的數(shù)據(jù)傳送至主站。在與RTU通信和主站通信，可采用不同的通信規(guī)約，D200可進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換，為配網(wǎng)系統(tǒng)的通信時(shí)規(guī)約的兼容和系統(tǒng)的進(jìn)一步擴(kuò)充打下基礎(chǔ)。
(2)自動(dòng)恢復(fù)算法用梯形邏輯控制編程(PLC)在D200中運(yùn)行，大大減少了自動(dòng)恢復(fù)供電的時(shí)間，據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用這種方法進(jìn)行非故障段自動(dòng)恢復(fù)的時(shí)間在1 min以內(nèi)。
(3)D200裝置中有一個(gè)可由用戶定義的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，可實(shí)現(xiàn)對(duì)FTU數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理和控制，對(duì)主站不需要的數(shù)據(jù)量進(jìn)行處理，這樣減輕了主站的工作量，特別對(duì)FTU較多的配網(wǎng)系統(tǒng)，可大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。
3.2 自動(dòng)恢復(fù)供電算法
D200接收自動(dòng)分段開關(guān)FTU中的失壓和過流故障檢測(cè)信息，同時(shí)還接收變電站斷路器狀態(tài)信息和供電環(huán)路中與故障線路相連接的供電線路切換信息以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)信息。在基于上述實(shí)時(shí)電壓、電流、負(fù)荷、斷路器狀態(tài)、開關(guān)位置的基礎(chǔ)上，自動(dòng)恢復(fù)供電算法計(jì)算并報(bào)告自動(dòng)恢復(fù)供電后的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
圖3中，當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)需要對(duì)非故障區(qū)域自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)，通過分析各FTU送上來的1 h和72 h負(fù)荷最大值(這兩個(gè)參數(shù)由FTU提供)來判斷正常側(cè)線路是否有多余容量可帶動(dòng)轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。當(dāng)永久性故障發(fā)生在 A 段時(shí)，F(xiàn)TU自動(dòng)斷開SW1, 自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)在斷開SW2后,判斷饋線2的剩余容量是否大于SW2的1h最大負(fù)荷值，如果大于這個(gè)容量，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)SW4； 如果饋線2的剩余容量只大于SW3的1h最大負(fù)荷值，那么斷開SW3，再合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)SW4；如果饋線2的剩余容量小于SW3的1h最大負(fù)荷值，則不合聯(lián)絡(luò)開關(guān)SW4。這樣就保證負(fù)荷轉(zhuǎn)移不會(huì)引起非故障段的線路出現(xiàn)過負(fù)荷。在實(shí)際系統(tǒng)中還設(shè)置不同季節(jié)的線路容量許可值，以滿足不同季節(jié)的用電特點(diǎn)。
圖3 典型配電環(huán)網(wǎng)圖
自動(dòng)恢復(fù)供電算法可以同時(shí)處理高達(dá)12條線路的自動(dòng)恢復(fù)供電，但必須在開環(huán)運(yùn)行的環(huán)網(wǎng)中運(yùn)行，每個(gè)環(huán)網(wǎng)中最多可有7個(gè)開關(guān)。
3.3 具體應(yīng)用
在SCADA主站系統(tǒng)中，操作者可以對(duì)每個(gè)供電環(huán)路網(wǎng)絡(luò)設(shè)置自動(dòng)化等級(jí)，這些等級(jí)主要包括：
(1)手工操作：SCADA系統(tǒng)將關(guān)閉D200中的自動(dòng)恢復(fù)供電算法。操作者可完全進(jìn)行遙控操作，并對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制。
(2)根據(jù)提示操作：D200可以自動(dòng)檢測(cè)故障區(qū)域并在基于實(shí)時(shí)信息的基礎(chǔ)上，在SCADA系統(tǒng)中作模擬顯示并對(duì)需要做故障恢復(fù)的開關(guān)操作步驟進(jìn)行顯示。假如操作者同意系統(tǒng)推薦的操作方案，操作者可以“確認(rèn)”通過SCADA對(duì)開關(guān)進(jìn)行必須的操作。任何一步操作失敗，將退出故障恢復(fù)程序并把對(duì)環(huán)網(wǎng)的操作轉(zhuǎn)入手工操作狀態(tài)。
(3)完全自動(dòng)化：通過自動(dòng)恢復(fù)供電算法，自動(dòng)檢測(cè)故障區(qū)域，通過切換開關(guān)對(duì)非故障區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)供電。所有自動(dòng)的開關(guān)切換步驟均是基于實(shí)時(shí)信息基礎(chǔ)上的，不需要操作人員介入。
3.4 應(yīng)用效果
紐約長(zhǎng)島電力公司利用DART RTU和組成以配電網(wǎng)故障快速隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移為主的配網(wǎng)饋線自動(dòng)化系統(tǒng)之后，效果非常明顯，圖4是1994～1998年間該公司避免停電事故的用戶數(shù)目統(tǒng)計(jì)圖。由圖可見，累計(jì)趨勢(shì)是隨時(shí)間上升的，這說明該配電網(wǎng)的運(yùn)行安全性在逐年提高。
在1994年由于停電的原因用戶需要服務(wù)的時(shí)間間隔為8.9個(gè)月，到1998年用戶需要服務(wù)的時(shí)間間隔增加為16.4個(gè)月。在實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化之前，也采用過各種提高電網(wǎng)可靠性的方法，結(jié)果是因停電的原因用戶需要服務(wù)的時(shí)間間隔只能從8.9個(gè)月提高到12.5個(gè)月；而實(shí)現(xiàn)了饋線自動(dòng)化之后，達(dá)到了16.4個(gè)月。
圖4 實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化之后免受停電影響的用戶數(shù)統(tǒng)計(jì)圖
4 對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的啟發(fā)
4.1 環(huán)網(wǎng)方式歸整化處理
我國(guó)10kV配電網(wǎng)一般具有兩種結(jié)構(gòu)：輻射結(jié)構(gòu)和環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。對(duì)于具有輻射結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)，利用FTU可實(shí)現(xiàn)故障定位和故障隔離，但不能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移，即不能實(shí)現(xiàn)對(duì)非故障段區(qū)域自動(dòng)恢復(fù)供電。因此，要實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)需具有環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但平時(shí)開環(huán)運(yùn)行。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，需要負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)閉環(huán)運(yùn)行。為了適應(yīng)配網(wǎng)自動(dòng)化的需要，將舊城區(qū)輻射供電方式改造成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運(yùn)行的環(huán)網(wǎng)供電方式是重要一環(huán)。
為了提高配網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)行效率，提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，最好能把整個(gè)配電環(huán)網(wǎng)歸整化成一種或幾種拓樸結(jié)構(gòu)的環(huán)網(wǎng)模式。如果采用這些固定的環(huán)網(wǎng)模式，自動(dòng)恢復(fù)供電程序就可進(jìn)行歸整化處理，利用可編程邏輯程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移。這樣會(huì)簡(jiǎn)化配置程序、方便管理，并且減少故障隔離時(shí)間，提高配網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)行可靠性。
如果不采用歸整化線路結(jié)構(gòu)，當(dāng)實(shí)現(xiàn)饋線故障自動(dòng)分段和自動(dòng)恢復(fù)時(shí)，必須對(duì)每一個(gè)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的環(huán)網(wǎng)，編制各不相同的自動(dòng)分段、自動(dòng)恢復(fù)軟件程序，增加了軟件編制的難度，并在某些情況下會(huì)加重主站的負(fù)擔(dān)，增加故障恢復(fù)的時(shí)間，因而也降低了系統(tǒng)的可靠性，增加了系統(tǒng)維護(hù)量。同樣，如果用戶使用遙控命令進(jìn)行隔離故障和故障恢復(fù)，操作程序耗時(shí)較多，特別是在雷電的情況下，由于多條線路發(fā)生故障，這種操作的效率就非常低。
4.2 FTU和主站的通信技術(shù)
4.2.1 使用DNP3.0通信規(guī)約
在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，涉及開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、無功補(bǔ)償電容器等設(shè)備的控制，規(guī)模大，數(shù)量多，種類復(fù)雜。如果配網(wǎng)自動(dòng)化采用問答式的通信方式，把所有的點(diǎn)訪問一遍，勢(shì)必造成訪問時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)影響故障信息的及時(shí)上報(bào)。因此在配網(wǎng)主站系統(tǒng)常采用一點(diǎn)多址的通信方式，F(xiàn)TU能主動(dòng)向控制主站或通信前置機(jī)及時(shí)上報(bào)遙信量變位、遙測(cè)量越限、故障信息等，同時(shí)主站在一定的時(shí)間間隔內(nèi)訪問各個(gè)FTU,對(duì)各個(gè)FTU的數(shù)據(jù)量進(jìn)行收集。
為了達(dá)到上述目的，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備之間互連，采用開放的標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約十分重要。DNP3.0規(guī)約是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)比較流行的通信規(guī)約，能支持FTU主動(dòng)上報(bào)方式，及時(shí)報(bào)告故障信息，同時(shí)DNP3.0符合OSI系統(tǒng)模型的開放式規(guī)約。
另外，在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，國(guó)內(nèi)開發(fā)廠家使用DNP3.0規(guī)約比較多，IEC-870-5-101通信規(guī)約也在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中得到應(yīng)用，而IEC-870-5-101是我國(guó)認(rèn)定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
4.2.2 使用通信前置機(jī)
通信前置機(jī)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中主要有兩方面的應(yīng)用，建立就地?cái)?shù)據(jù)傳輸分中心和主站通信處理前置機(jī)。
其一，建立就地?cái)?shù)據(jù)傳輸分中心，實(shí)現(xiàn)分區(qū)域數(shù)據(jù)管理。我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化工作剛剛起步，許多供電局進(jìn)行配網(wǎng)試點(diǎn)工作。在試點(diǎn)階段，由于試驗(yàn)的線路較少，一般FTU也限制在20個(gè)以內(nèi)，因此FTU的數(shù)據(jù)量不大，試驗(yàn)線路發(fā)生故障的可能性較少，即使對(duì)于比較復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)，通過主站軟件來處理的速度也是相當(dāng)快的。但是對(duì)于整個(gè)地區(qū)配網(wǎng)系統(tǒng)范圍大、線路多，需采集數(shù)據(jù)信息量多、故障可能性增多，特別是對(duì)同時(shí)發(fā)生故障的情況。根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)配網(wǎng)FTU宜進(jìn)行分區(qū)域管理，每個(gè)分區(qū)設(shè)置1個(gè)通信前置機(jī)，管理1個(gè)分區(qū)域。在所轄范圍內(nèi)，用PLC程序快速實(shí)現(xiàn)非故障段自動(dòng)恢復(fù)供電，同時(shí)利用它對(duì)不必要上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這對(duì)我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)有借鑒作用。
其二，主站通信處理前置機(jī)。在以往調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，RTU的通信數(shù)據(jù)量比較少，較多采用循環(huán)通信規(guī)約(CDT), 通道利用率較低。為了保持已有系統(tǒng)規(guī)約的兼容性，同時(shí)發(fā)揮DNP3.0主動(dòng)上報(bào)功能，把通信前置機(jī)作為規(guī)約轉(zhuǎn)換器也是一種較好的方法。D200通信前置機(jī)可轉(zhuǎn)換包括SC1801、CDT、IEC870-5-101在內(nèi)的70多種規(guī)約。
4.3 選擇穩(wěn)定、可靠的配網(wǎng)饋線終端(FTU)
隨著配電網(wǎng)的發(fā)展，在線路上將會(huì)越來越多地安裝柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、無功補(bǔ)償電容器等設(shè)備，對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控是配網(wǎng)自動(dòng)化的重要內(nèi)容。饋線遠(yuǎn)方終端FTU是一種數(shù)據(jù)采集并對(duì)開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行控制的特殊裝置，它和變電站自動(dòng)化RTU的功能類似，但它需要在非常惡劣的環(huán)境下能正常工作。FTU的功能主要包括：
(1) 正常運(yùn)行狀態(tài)下能夠檢測(cè)饋線的運(yùn)行情況,包括向主站發(fā)送數(shù)據(jù),當(dāng)故障時(shí)能檢測(cè)故障電流，最好能提供就地自動(dòng)分段隔離故障段、非故障段和自動(dòng)恢復(fù)供電的功能。
(2) 能適應(yīng)惡劣的運(yùn)行環(huán)境，在－40～＋80℃范圍內(nèi)能正常工作，能經(jīng)受高電壓、雷電、高頻信號(hào)及強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾，要有很強(qiáng)的抗干擾能力。
(3) 功率小、體積小，易于安裝。FTU一般安裝在桿上或開關(guān)柜內(nèi)，由于安裝的體積有限(特別在開關(guān)柜內(nèi))，F(xiàn)TU的體積應(yīng)盡量小。同時(shí)線路設(shè)備的控制裝置一般由電壓互感器供電，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)則由蓄電池供電，因此功率小是選擇FTU的重要因素。
選擇一個(gè)高質(zhì)量的配網(wǎng)饋線終端(FTU)是成功實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)鍵因素。DART RTU饋線遠(yuǎn)動(dòng)終端(FTU)在全球已經(jīng)成功安裝5000多套，有許多運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)能適應(yīng)在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，將是一種較理想的配網(wǎng)饋線遠(yuǎn)動(dòng)終端。
5 結(jié)語
美國(guó)長(zhǎng)島電力公司成功地實(shí)現(xiàn)了以快速隔離故障和負(fù)荷轉(zhuǎn)移為主的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，大大提高了電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。此項(xiàng)目對(duì)我國(guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)如在環(huán)網(wǎng)改造、FTU選擇等方面具有重要的指導(dǎo)意義。同時(shí)在我國(guó)紹興、石家莊等近十個(gè)供電局的配電網(wǎng)自動(dòng)化試點(diǎn)工程中也借鑒了國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)又結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)的實(shí)際情況，取得了較好的成績(jī)。
參考文獻(xiàn)
1 Gelbein L.Distribution automation increases reliability. Transmission & Distribution World, 1996,10
2 GE-Harris Energy Control Systems.Feeder automation pays off for KeySpan energy. Synergy News,1999,1
本文標(biāo)簽：長(zhǎng)島饋線自動(dòng)化系統(tǒng)可以增加供電可靠性
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