我國原來的配電網(wǎng)大多采用放射型供電。這種供電方式已不能適應社會經(jīng)濟發(fā)展和滿足用戶供電質量要求，因為一旦在某一點出現(xiàn)線路故障，便會導致整條線路停電，并且由于無法迅速確定故障點而使停電檢修時間過長，大大降低了供電的可靠性［1］。為此，現(xiàn)在供電網(wǎng)廣泛采用環(huán)網(wǎng)接線，即兩條線路通過中間的聯(lián)絡開關連接，正常運行時聯(lián)絡開關為斷開狀態(tài)，系統(tǒng)開環(huán)運行；當某一段出現(xiàn)故障時，可以通過網(wǎng)絡重構，使負荷轉移，保證非故障區(qū)段的正常 　　供電，從而可大大提高配網(wǎng)供電的可靠性。 　　目前，我國投入巨額資金來改造城鄉(xiāng)電網(wǎng)，以提高整個電力系統(tǒng)的可靠性。在這種形勢下，選擇一種符合我國電力行業(yè)的實際情況，既有較高可靠性又有較好經(jīng)濟性的配電方式是擺在我們面前的一項迫切任務。 [b]1　饋線故障的定位、隔離及恢復供電模式 [/b]　　配電網(wǎng)自動化主要包括變電站自動化和饋線自動化。在配電網(wǎng)中由饋線引起的停電時有發(fā)生，故障發(fā)生后，如何盡快恢復供電是饋線自動化的一項重要內(nèi)容。實際上，配電自動化最根本的任務也就是在最短的時間內(nèi)完成對故障的定位、隔離和恢復供電。它們的發(fā)展可分為3個階段［2］： 　?。?）利用裝設在配電線路上的故障指示器，由電力檢修人員查找故障區(qū)段，并利用柱上開關設備人工隔離故障區(qū)段，恢復正常區(qū)段的供電。該方式的停電時間長，恢復供電慢。 　　（2）利用智能化開關設備（如重合器、分段器等），通過它們之間的相互配合，實現(xiàn)故障的就地自動隔離和恢復供電。該方式的自動化水平較高，無需通信就可實現(xiàn)控制功能，成本較低。缺點是開關設備需要增加合、分動作的次數(shù)才能完成故障的隔離和恢復供電。 　　（3）將開關設備和饋線終端單元（FTU）集成為具有數(shù)據(jù)采集、傳輸、控制功能的智能型裝置，并與計算機控制中心進行實時通信，由控制中心以遙控方式集中控制。該方式采用先進的計算機技術和通信技術，可一次性完成故障的定位、隔離和恢復供電，避免短路電流對線路和設備的多次沖擊。存在的主要缺點是：要依賴于通信，結構復雜，影響配電系統(tǒng)可靠性的因素較多。 　　配電網(wǎng)饋線自動化的目的是提高供電的可靠性，所以系統(tǒng)的功能固然重要，但其自身的運行可靠性和經(jīng)濟性則是電力部門最關心的問題［2］。因此，相對而言，以上3種模式中的第二種模式最為符合我國電力行業(yè)的實際情況。其主要特點是： 　　（1）可利用重合器本身切斷故障電流，實現(xiàn)故障就地隔離，縮小停電范圍； 　?。?）無需通信手段，可利用重合器多次重合以及保護動作時間的相互配合，實現(xiàn)故障的自動定位、隔離和恢復供電； 　　（3）可直接從電網(wǎng)上獲取電源，不需要外加不間斷電源； 　?。?）對過電壓、雷電、高頻信號及強磁場的抗干擾能力強，可靠性高； 　?。?）增加通信設備可很容易升級到上述第3種模式，使配電網(wǎng)自動化分步進行。 [b]2　幾種以重合器和分段器為主構成的饋線自動化方式的比較 [/b]　　以重合器和分段器為主構成的環(huán)網(wǎng)配電模式中，又可以分成3種方式：斷路器＋電壓型分段器、重合器＋分段器（以分段器作為聯(lián)絡）、完全采用重合器。這幾種方式各有優(yōu)缺點，具體分析如下［3］。 　　（1）“斷路器＋分段器”和“重合器＋分段器（以分段器作為聯(lián)絡）”的配電模式。 　　特點：無需通信設備，由分段器對線路進行分段，通過分段器檢測電壓信號，根據(jù)加壓時限，經(jīng)斷路器或重合器的多次重合，實現(xiàn)故障自動隔離，投資少，易于配合。 　　缺點：隔離故障需要多次重合，增加了對系統(tǒng)的沖擊次數(shù)；隔離故障時會波及非故障區(qū)段，造成非故障區(qū)段的停電；饋線越長，分段越多，逐級延時時間越長，從而使恢復供電所需時間也越長。 　?。?）“完全采用重合器”的配電模式。 　　特點：無需通信設備，利用重合器本身切斷故障電流，通過多次重合以及保護動作時限的相互配合，實現(xiàn)饋線故障就地自動隔離，避免了因某段故障導致全線路停電的情況，同時減少了出線開關的動作次數(shù)。 　　缺點：投資大，分段越多，保護配合越困難，變電站出線開關的速斷保護延時就越長，當出線端發(fā)生故障時，對系統(tǒng)的影響較大。 　　針對以上3種配電方式的優(yōu)缺點，我們設計了一種新型的較為實用的配電模式：環(huán)網(wǎng)供電的兩個變電站出線端為改進后的普通型重合器，中間聯(lián)絡開關為聯(lián)絡型分段重合器（兼具聯(lián)絡開關、分段器和重合器的功能），線路以改進后的分段器分段。這種方式雖然仍由重合器和分段器構成，但是通過對這些重合器和分段器進行改進，將聯(lián)絡型分段重合器作為聯(lián)絡開關，則可以使該配合方式具有以上3種模式的優(yōu)點，避免了大多數(shù)的不足。系統(tǒng)接線如圖1所示。 　　下面分別以線路中區(qū)段b發(fā)生瞬時性故障和永久性故障來說明該模式的工作過程。 　　假設在區(qū)段b發(fā)生瞬時性故障。VW1分閘后延時T1重合，QO1～QO3失壓后延時T2再分閘，設定T1＜T2，因此當VW1重合閘后，QO1～QO3仍未完成分閘動作，處于合閘狀態(tài)。這樣，VW1就可以在T1（0．5s）內(nèi)切除瞬時性故障，避免了分段器的逐級延時，大大減少了發(fā)生瞬時性故障時的停電時間。 　　假設在區(qū)段b發(fā)生永久性故障。VW1經(jīng)一次重合，使QO1合閘閉鎖，VW1再次重合，由變電站1供電到a段。在這個過程中QO2檢測到一個持續(xù)時間很短的小電壓，QO2在QO1合閘閉鎖的同時也執(zhí)行合閘閉鎖，這樣就將故障段b的兩端同時閉鎖住，實現(xiàn)了對故障的隔離。故障發(fā)生后，VW3在檢測到單側失壓后延時XL合閘，QO3在VW3合閘后延時X后也合閘，由變電站2供電到c、d段。如果在這個過程中，c或d段又發(fā)生故障或者QO2未完成合閘閉鎖（這種情況出現(xiàn)的概率極小），則VW3合閘后檢測到故障又跳閘，在第一次重合閘后實現(xiàn)故障的隔離和供電恢復。所以，無論在哪種情況下，這種配電模式都可以避免VW3至變電站2線路段的停電。也就是說，在隔離故障區(qū)段時不會波及非故障線路，不會造成非故障線路段的無謂停電。發(fā)生故障后，在線路上重合器和分段器動作的同時，裝設在變電站內(nèi)部的故障定位器根據(jù)各開關設備的動作時間配合，可迅速地確定出故障區(qū)段的準確位置，以便進行檢修。 　　從上面的分析可以看出，這種配電方式雖然無法一次性完成對故障的定位、隔離和恢復供電，但是它可以快速切除瞬時性故障；在發(fā)生永久性故障時，可以同時完成對故障區(qū)段兩端的閉鎖。這種方式與傳統(tǒng)的“重合器＋分段器”配電方式相比，縮短了停電時間，減少了短路電流對線路的沖擊次數(shù)。因為整條線路中只在變電站出線端和線路中間裝設有重合器，所以保護配合易于實現(xiàn)；雖然線路分段較多，但變電站出線斷路器的速斷保護延時無需太長，所以當變電站出線端發(fā)生短路時，對配電系統(tǒng)的影響也就較小。同時，由于采用分段重合器作為聯(lián)絡開關，在隔離故障時就避免了非故障區(qū)段的停電。另外，這種配電方式雖然沒有象第3種配電模式那樣切除故障快和功能強大，但它也有自己的優(yōu)勢，即無需通信設備，完全依賴于線路中的智能化開關設備就地完成對故障的定位、隔離和恢復供電，簡化了配電系統(tǒng)的結構，也使影響可靠性的因素大大減少；并且這些智能化開關設備都留有通信接口，如有必要，可以方便地加上通信功能，使該配電網(wǎng)饋線自動化達到更高的水平。 3　提高可靠性和減少線路停電時間的措施 　　對于配電自動化來說，自動化程度的高低和功能的強弱固然重要，但整個系統(tǒng)的可靠性應該放在第1位。此外還要考慮到經(jīng)濟性［2］。為了保證上面介紹的以分段重合器為聯(lián)絡開關的“重合器＋分段器”模式的可靠性，采取了以下措施： 　?。?）重合器的開關本體為真空斷路器，采用真空滅弧室外裝復合絕緣的專利技術。它具有無油、無氣、免維護、壽命長、無火災、無爆炸危險的優(yōu)點，機構采用電機快速儲能的彈簧操作機構，無需高壓合閘線圈。 　?。?）選用高性能PLC（可編程邏輯控制器）作為重合器和分段器的控制中心。簡化了外圍線路，大大提高了整機可靠性和抗干擾能力。 　?。?）直接從線路上獲取電源，無需任何外加電源。選用美國的開關電源模塊，抗干擾能力強，工作范圍廣，可在30％～120％輸入范圍內(nèi)輸出穩(wěn)定的額定電壓。 　　此外還有冗余設計和降額使用等措施，也可以提高整機的可靠性。 　　為了減少這種配電模式中的停電時間，采取了以下措施： 　　（1）快速切除瞬時故障，減少停電時間在電力系統(tǒng)中，線路故障的62％～85％為瞬時性故障，如果把瞬時性故障按永久性故障等同處理，則會造成較長時間（數(shù)十秒以上）的停電。為此，在重合器中增加了首次快速重合功能（可選），在分段器中增加了完全失壓后延時分閘功能。這兩者互相配合，可以在0．5～1s內(nèi)切除瞬時性故障，大大降低了瞬時故障時的停電時間。 　?。?）故障區(qū)段的兩端同時完成閉鎖 　　傳統(tǒng)的分段器當線路發(fā)生故障時，只能一次閉鎖故障線路的一端，改進后的分段器可以在線路發(fā)生永久性故障時使故障區(qū)段的兩端同時實現(xiàn)隔離，避免了非故障區(qū)段的停電，使恢復正常供電的時間縮短，同時減少了重合器或斷路器的重合次數(shù)，對系統(tǒng)的沖擊也就相應地減少了。 　　（3）躲涌流功能 　　配電系統(tǒng)最主要的負荷是變壓器和高壓電機，所以在重合器首次合閘或重合時，會出現(xiàn)比額定電流高得多的啟動電流，有可能導致重合器的誤動。改進后的重合器在軟件和硬件兩個方面增加了躲涌流措施，可以自動地區(qū)別合閘產(chǎn)生的涌流和故障電流，很好地解決了涌流問題。 [b]4　結束語 [/b]　　本文介紹了配電網(wǎng)饋線自動化的3個發(fā)展階段，經(jīng)過比較認為，采用以“重合器＋分段器”為主構成的配電系統(tǒng)較為符合我國目前電力行業(yè)的具體情況。分析了以“重合器＋分段器”為主構成的配電網(wǎng)饋線自動化的幾種方式，提出了一種新的實用的配電方式，既可以減少故障時的停電時間和短路電流對線路的沖擊次數(shù)，又易于實現(xiàn)保護時間的配合。該配電模式已經(jīng)在浙江黃巖供電局試運行，到目前為止，運行效果是令人滿意的，達到了設計要求。 [b]參考文獻： [/b]　　［1］　孫寄生．10kV環(huán)網(wǎng)供電技術研究與應用［J］．中國電力，1999，32（2）． 　?。?］　中國電機工程學會自動化專委會配電自動化分專委會秘書組．配電自動化分專委會學術討論會討論中關注的問題［J］．電網(wǎng)　　技術，1999，23（1）． 　　［3］　林功平．配電網(wǎng)饋線自動化技術及其應用［J］．電力系統(tǒng)自動化，1998，21（4）．