田永富
云南电网有限责任公司红河个旧供电局，云南 个旧 661000
摘要：配电自动化建设就是在配电线路上安装包含馈线终端（FTU）和电压互感器（PT）等设备，终端具有三遥、保护功能，同时馈线终端配置有无线通信模块和加密芯片的智能型断路器。通过智能断路器的保护功能以及智能断路器之间的动作逻辑关系，实现故障快速定位、隔离，非故障区段快速恢复供电，降低故障停电的持续时间，缩小故障停电范围，能够有效提高配电网系统的安全性、经济性和可靠率，对于提高供电质量、提高配电网运营管理和客户服务水平意义深远。
关键词：配电自动化；快速隔离故障点；提高供电可靠性
一、保护类型
在了解配电自动化开关的保护类型之前我们先来说一下配电自动化开关的分类，配电自动化开关的类型主要有主干线自动化分段开关、自动化分界开关、联络自动化开关三种。主干线自动化分段开关顾名思义就是安装在配电线路主干线上的智能开关，这种开关的保护类型主要采用的是电压时间型。而自动化分界开关和联络自动化开关一个是用来控支线，一个是用来进行两条线路的联络，这两种开关的保护类型多用的是电流时间型。但仅仅根据开关类型来选择保护类型是不满足要求的，配电自动化计算保护定值的时候，还需要线路长度、线径、线路所供负荷、变电站内线路保护参数等很多数据。
1、电压-时间型
电压时间型的保护定值参数特点是断路器动作逻辑仅通过电压和时间来进行控制。如下图1为登高电气厂家断路器的电压时间型定值单：
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通过图1定值单可以看出电压时间型的保护定值参数中，速断、限速、过流、加速、零序、重合闸、过流停电这些保护功能全部是退出的，而FA类型为电压型。
2、电流-时间型
电流时间型的保护定值参数特点是断路器动作逻辑是通过电流和时间来控制。如下图2为登高电气厂家断路器的电流时间型定值单：
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如图2所示，电流时间型的保护定值参数中，FA类型为自适应型。速断、限速、加速、零Ⅰ、重合闸这些保护功能全都是要投入的。
3、电压时间型定值单的时间说明
（1）X时间：来电延时合闸时间。
如果X时间计时启动后失压，控制器会反向闭锁，防止反向送电。（X闭锁的解锁条件为：①就地按解锁，②远方遥控合闸，③正向来电）。
（2）Y时间：确认无故障时间。
以“二、动作逻辑”中的图8为例，#59塔断路器在X计时完后断路器合闸，然后启动Y时间，如果Y时间内有失压，站内057断路器跳闸，说明该段线路存在故障，控制器会正向闭锁合闸，因为合闸后跳闸，会给该控制器后的控制器产生一个残压，#83塔控制器感受到残压后会反向闭锁合闸，这两台控制器之间的线路就是故障区段，#59塔断路器和#83塔断路器之间都闭锁合闸隔离故障段线路。
（3）Z时间：确认无压时间。在线路失压后控制器不会马上分闸，经过Z时间后延时分闸。
（4）C时间：分闸闭锁时间。（在Y时间后启动闭锁分闸时间，若线路失压会在C时间后分闸，C时间只会在Y时间后启动。）
（5）S时间：整组复归时间。（用于重合闸重合次数，若重合两次成功后，线路正常运行时间超过S时间，下一次重合就是第一次重合。）
要注意的是当断路器合闸于零压分闸并闭锁合闸：合闸后，在Y时间内若产生零压，应控制断路器分闸并且闭锁合闸功能，在合闸前或者Y时间后产生零压不能分闸。
二、动作逻辑
（一）电压-时间型
保护定值为“电压-时间型”的主干线自动化开关是通过“无压分闸、来电延时合闸”的工作特性配合变电站出线开关的2次重合闸来实现故障查找和隔离的。第1次重合闸隔离故障区段，第2次合闸恢复非故障段的供电。以下实例说明电压-时间型馈线自动化处理故障的逻辑。
1、电压时间型分段开关的动作逻辑：
（1）057线路正常供电，057线路上装有3台保护类型为电压时间型的智能分段开关和1台电压时间型的智能联络开关。假如设定3台主干线分段开关的X时间都设置为8秒，Y时间设置为6秒，Z时间设置为1秒，C时间设置为71秒，S时间设置为100秒。（图3）
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（8）8s后，057线路#33塔G01断路器合闸，恢复#33塔G01断路器至#59塔G01断路器之间非故障区段供电。（图10）
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段，同时恢复非故障区段的供电。
2、电压时间型联络开关。
G1发生短路故障#59塔G01断路器后段和#83塔G01断路器前段处于故障区域，#59塔G01断路器和#83塔G01断路器闭锁合闸，057断路器到#59塔G01断路器之间经057断路器重合恢复供电。#59塔G01断路器因为Y时间失压正向闭锁合闸，#83塔G01断路器检测到残压反向闭锁合闸，所以#83塔G01断路器到#111塔A01断电，#111联络开关A01单侧失压延时合闸，恢复#83塔G01断路器到联络开关#111塔A01非故障区域供电。（图12）
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3、联络开关启动条件：
双侧有压保持到Y时间结束，然后进入单侧失压X延时合闸，因为线路只能有一种开关工作模式，联络开关X时间是单侧失压延时合闸时间，Y时间是启动联络模式时间。
4、残压脉冲闭锁合闸：
联络开关在单侧失压后，得电侧延时合闸过程中，对侧产生脉冲电压信号，则产生X闭锁，在计时的这段时间若检测到失压侧有电压就会闭锁合闸。防止合闸于两侧有压产生短路。
（二）电流-时间型
电流时间型的保护动作主要是用在自动化分界开关，其动作逻辑是当分界断路器所控制的支线侧发生故障时，断路器会保护动作跳闸，并经过一次重合闸所设定的时间后进行1次重合闸，如果重合闸于永久故障则分界断路器会第二次保护动作跳闸，并不再进行重合闸。如果1次重合闸于瞬时故障则线正常带电，并经过定值单里S所设定时间后进行整组复归，为下次以故障重合闸做准备。
三、建设工作要求
（一）电压-时间型馈线自动化模式优势明显，但是在配电自动化实施过程中特别需要注意电压-时间型开关“来电合闸，无压分闸”的功能，合理的选择线路应用电压-时间型馈线自动化模式。线路投入运行后，要及时完善运行管理相关制度，针对线路不同的运行状态采取相应的技术措施和组织措施，才能切实提高配电网供电可靠性和改善供电质量。
（二）配电自动化系统的建设不应看成是一个项目，它只有伴随着城乡电网供用电需求的发展而发展，才能真正发挥经济效益和社会效益。因此配电自动化的实施是一个过程，是伴随着配电网的发展和配电管理提升而不断完善的过程。
配电自动化系统的运行需要建立在一个完善的配电网一次网架的基础上，这样才能最大程度地发挥配电自动化系统综合效益，这就需要不断优化配电线路的结构，合理设置线路分段数量和分段点，合理分配负荷，按照线路供电半径合理规划供电区域，避免供电区域重叠，保障最大负荷状态下的供电质量，同时考虑给线路留有适当的备用容量，不同线路间具有互连可能，实现负荷转移，提高线路利用率。
（三）配电网一次设备在今后的建设实施中应考虑满足配电自动化系统的需求，如开关设备配置电流互感器、电压互感器和控制终端等，且终端应具有三遥、保护功能，同时终端配置有无线通信模块和加密芯片等。这样既避免重复建设，重复投资，同时也规避了因开关设备改造带来的安全隐患。配电自动化建设工程需要对一次设备进行加装TA、电操机构、辅助接点等改造，需要线路全停配合，无法进行转供电。造成了配电自动化工程施工停电时间长、影响范围大的现状，需要提前做好停电计划，将停电损失降到最小。
（四）要理顺与GIS系统的关系，确保图库等数据源的唯一性和准确性，GIS系统与配电自动化系统图模数据的深度共享,配电自动化图模完全从GIS系统导入，这既保证了配电网数据源的唯一性，又减少了配电主站系统的维护工作量。为保证配电网基础数据准确，前期现场勘查阶段就格外重要，需要严格把关，设计单位必须以GIS图为依据进行现场勘查，保证“GIS图、现场、信息表”三者一致，主站在进行图库录入前必须再次检查和确认。
四、小结
配电自动化的建设完成将大大减少因故障引起的停电时间，有效的提高供电可靠性、改善供电质量、提升电网运营效率和客户服务水平。建设实施时应按照因地制宜、实用经济、适度超前的原则进行统筹，应合理选择配电自动化系统配置与馈线自动化实现方式，应采用技术成熟、免维护或少维护、节能环保的设备，真正做到故障自动定位、隔离故障和恢复非故障区域供电，从而减少故障查找时间的技术手段，大幅减少城镇、农村故障易发区域的故障停电时间。
参考文献：
[1]何攀.配电网可靠性评价及终端设备优化配置研究[D].湖北工业大学，2017.