基于V-T方式的馈线自动化系统

1. 前言

馈线自动化系统FA（Feeder Automation System），通常是指集计算机系统、通讯系统、信息系统、控制系统于一体，对配电网络实施检测、控制、管理的系统。馈线自动化系统通常采用智能化的馈线自动化开关设备，在故障发生后，通常需要通过设备间的相互配合，隔离故障区间和恢复健全区间的正常供电；也可以通过馈线终端（Feeder Terminal Unit，简称FTU）对线路实时监测，当故障时，各FTU主动记录下故障前及故障时的信息，并将信息上传至馈线自动化控制单元，由计算机系统分析确定故障区段和最佳的供电恢复方案，最终以遥控的方式隔离故障区间、恢复健全区间正常供电。

馈线自动化系统在线路正常的情况下，能够远方监测馈线开关设备状态，线路电流、电压、相位差等在线数据，并能够通过对开关的遥控分合均衡线路的运行负荷，从而充分发挥现有设备容量、降低线损，达到优化配网运行方式的目的；在故障时，根据故障信息自动判别发生故障点，隔离故障区间、恢复受故障影响的健全区间正常供电，并能够将获取的信息上传，从而达到减小停电面积和缩短停电时间的目的。

馈线自动化主要功能包括：

● 实时监视馈线分段开关与联络开关的状态；

● 实时监视馈线电流、电压；

● 自动判别故障及故障定位；

● 自动实现隔离故障段；

● 自动恢复对非故障区域供电；

● 馈线负荷重新优化构置；

● 馈线开关的远方合闸、分闸操作；

● 提供馈线开关的动作次数、事故记录、负荷记录等报告。

馈线自动化开关设备相互配合实现馈线自动化的模式，按照系统的构成方式及设备间的配合关系，可分为两种模式：采用自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统和基于计算机网络和馈线终端设备（FTU）的集中控制模式的馈线自动化系统。其中，自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统按照其动作特性又可分为：电流—时间型（I-T）、电压—时间型（V-T）、电压电流—时间型（VI-T）。以下主要比较后两种模式。自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统也可以作为有通信系统时的集中控制模式馈线自动化的后备保护。

2.电压—时间型（V-T）

东芝电压—时间型（V-T）馈线自动化系统是以柱上真空负荷开关PVS（ Pole Mounted Vacuum Ｓwitch）及其控制装置—时限式故障检测器FDR（Fault Detection Relay）、电源变压器为核心基础（也是最基本的配置）,加入能使系统通过无线或载波的方式联络柱上真空负荷开关PVS和控制室的遥控终端RTU（Remote Terminal Unit），依靠变电站内的控制室对开关进行监控，同时对区段的负荷进行远方调度和管理。

引入计算机系统后，就构成了由开关、控制终端、控制总台及计算机系统组成的能在故障发生后极短时间内自动完成故障区间的分离及健全区间的供电并实现多功能监控，系统设备的信息查询，用户信息、配电系统地理信息、系统检修状况在线显示的计算机辅助配电自动化阶段。

电压时间型馈线自动化系统是基于电压、时间的配合，其正常运行和对故障的判断处理均是以电压为基本判据，基于“来电关合无压释放”的工作机理，通过各区段投入的延时逐级送电，来判断故障区间。

FDR（RTU）有两种功能:延时顺送/逆送功能(以下简称S功能即连续点功能)、环网点功能(以下简称L功能)，如图1、2所示。

图1 S功能状态转变图

图2  L功能状态转变图

电压-时间型馈线自动化系统主要基于以下三种时间：

（1）得电延时合闸时间（X时间）；

（2）合闸后故障检测延时（Y时间）；

（3）合闸后瞬时停电检测延时（Z时间）

电压-时间型的馈线自动化系统具有以下优点：

1）逻辑简单，判断正确，闭锁过程均通过硬件实现，具有可靠性高，不容易受外界干扰；

2）无蓄电池，免去蓄电池维护工作量；

3）整套设备可靠性高,是免维护产品,可达15年的免维期。