馈线自动化是指利用先进的检测、控制、通信等技术,实现对配电线路的实时监控和管理,以提高供电可靠性和电能质量。馈线自动化系统的核心目标是快速定位和隔离故障区段,恢复非故障区域供电,从而减少停电时间,提高电力系统的运行效率。
在馈线自动化的发展过程中,起初的系统由于没有实现自动化,当发生短路故障时,变电站出线开关的速断保护会立即动作,导致跳闸,切断短路电流。随后,重合闸继电器动作使得出线开关合闸,以尝试恢复正常供电。如果故障是瞬时的,重合成功,供电即恢复;但若是永久性故障,速断保护会再次动作,导致无法自动重合,最终导致全线停电,供电可靠性较差。另外,对于线路断线和接地故障,未实现自动化的情况下是不作处理的。
为了提高供电可靠性,智能馈线自动化系统被引入。该系统在电线上安装了分段开关,并将环网连接处装上联络开关,将线路划分成多个区段。这样,当故障发生时,故障区段两侧的开关跳闸,而其他非故障区段则迅速恢复供电,只对故障部分进行隔离,大大提升了供电可靠性。
在就地控制系统中,美国和日本在上世纪分别提出了电流型控制模式和电压型控制模式这两种无通信就地控制模式。但这些模式存在一些问题,比如短路电流冲击次数过多,重合器使用频繁,故障隔离和恢复供电时间长,以及无法处理断线和接地故障等问题。
随着通信技术的发展,美英等国在1985年推出了基于通信的配网自动化系统。然而,通信系统可能会受到各种因素影响,因此就地控制模式仍具有其重要性。阻抗型控制模式馈线自动化系统的优点在于其快速故障检测和隔离能力,以及减少开关动作次数,缩短故障处理时间,不需要使用重合器,并能够处理断线和接地故障。
该系统的主要功能包括:
1. 开关检测:监测开关的状态,实现故障检测与隔离。
2. 事故追忆:记录故障发生前后的相关数据,便于分析故障原因。
3. 故障录波:在故障发生时记录电气参数波形,辅助故障分析。
4. 故障处理:包括短路、断线、接地等故障的检测和处理。
5. 故障测距:确定故障发生的精确位置。
6. 配网信息管理:管理配网的电气运行参数、状态量数据等信息。
7. 显示:在控制界面展示出线开关、分段开关、支线开关及联络开关的电气参数和状态信息。
阻抗型控制模式馈线自动化系统相较于传统模式有诸多创新之处,能够快速隔离故障区段并恢复非故障区段供电,极大提高了供电的可靠性和效率。此外,该系统还能处理那些在传统控制模式下难以处理的故障类型,如断线和接地故障,是配电自动化领域的一个重要进步。