摘要：近幾年，西北地區鄉鎮企業異軍突起，農村經濟有了較大發展。用電負荷逐年增加，農村用電不僅要求改造后的農網運行有良好的經濟性，而且也對供電可靠性和供電質量有了進一步要求。本文通過對比分析，提出采用重合器和過流脈沖計數型分段器相互配合的饋線自動化系統來實現西北地區農網的饋線自動化。以提高改造后的農網供電可靠性和供電質量，滿足當前及今后一段時期西北地區農村經濟發展的需要。 關鍵詞：農網 重合器 過流脈沖計數分段器配合 饋線自動化系統 1 引言 　　對于電網架空配電線路，58％左右故障是暫時性故障。重合閘是在發生暫時性故障后迅速排除故障并恢復供電的有效手段，大部分主變電站的10kV出線均配備了重合閘設備。隨著城鄉電網改造的進行，10kV配電網被改造成多分段、多連接多供電途徑的網格網，東部發達地區的城區配電網基本實現了配電自動化，在沿線主要開關處裝設饋線終端單元（FTU）。在此情況下，線路發生暫時性故障時，依賴FTU的重合閘策略可有效地排除故障并恢復供電。但是過去很長一段時期，由于我國西北地區經濟比較落后，農網改造中，人們更多的關注是放在經濟性上的，對農網的供電可靠性和供電質量重視不夠。因此，西北地區部分改造完成的農網雖然使農民用電負擔減輕，但供電可靠性和供電質量仍停留在原有的水平上。隨著近年來我國經濟高速增長，西北地區的農村鄉鎮企業也獲得了長足發展，用電負荷不斷增大，對供電可靠性和供電質量要求也在不斷提高。如果我們對當前農村用電的變化情況不加深入了解，做長遠考慮，勢必造成在農網改造完成后其已經又落后于現實發展要求的不良后果。鑒于此，西北地區的農網改造，應當在考慮經濟性的同時，必須對供電可靠性和供電質量加以足夠的重視，盡可能在不大幅增加改造費用的情況下，選擇合理方案，實現西北地區農網饋線的自動化,確保農村電網供電的可靠性和供電質量。 2 兩種饋線自動化系統的比較 　　當前國內外電網中常采用的饋線自動化系統有兩種: 一種是采用配電自動化開關設備相互配合的饋線自動化系統; 另一種為基于饋線終端設備（FTU）的饋線自動化系統。 2.1基于饋線終端設備（FTU）的饋線自動化系統 　　典型的基于饋線終端設備（FTU）的饋線自動化系統的工作流程是：各終端設備FTU分別采集相應柱上開關的運行情況，如負荷、電壓、功率和開關當前位置、儲能完成情況等，并將上述信息經由通信網絡傳至遠方的配電自動化控制系統，各FTU還可以接受配電網絡自動化控制中心下達的命令進行相應的遠方倒閘操作以優化配電網絡的運行方式。在故障發生時，各FTU記錄下故障前及故障時的主要信息，如最大故障電流和故障前的負荷電流、最大功率等，并將上述信息傳至配電自動化控制系統，經計算機系統分析后確定故障區段和最佳供電恢復方案，最終以遙控方式隔離故障區段，恢復健全區段供電。因此，作為以計算機和通信網絡為基礎的饋線終端設備（FTU）的饋線自動化系統。其主要功能是在正常情況下，遠方實時監視饋線開關的狀態、饋線電流和電壓情況，實現線路開關的遠方合閘和分閘操作，在負荷不均勻時，通過負荷均衡化達到優化運行方式的目的。在故障時獲取故障記錄，并自動判別和隔離饋線故障區段以及恢復對非故障區域的供電。該系統所需的主要設備為FTU、通信網絡區域工作站、配電自動計算機系統。它的主要優點集中體現在: ①故障時隔離故障區域，正常時監控配網運行，可優化運行方式，實現安全經濟運行;②恢復健全區域供電時，可以采取安全和最佳措施; ③可以和GIS（Geographic Information System配電地理信息系統）等聯網，實現全局信息化。該系統的主要缺點是結構復雜、建設費用高，同時還需要建設通信網絡。適合于城網等供電途徑多的網格狀配電網和其它對供電可靠性要求高的區域，由于成本高，因此不適合于西部地區農網。 2.2基于配電自動化開關設備相互配合的饋線自動化系統 　　基于配電自動化開關設備相互配合的饋線自動化系統其關鍵設備為重合器（Recloser）和分段器（Sectionalizer）。重合器是一種自具控制及保護功能的開關設備，它能按預定的開斷和重合順序自動開斷和重合操作，并在其后自動復位或閉鎖。它可以代替變電站的出線斷路器，其功能是: 當事故發生后，如果重合器經歷了超過其定值的故障電流，則跳閘，并按預先整定的動作順序作若干次合、分閘的循環操作，若重合成功則自動終止后續動作，并經一段延時后恢復到預先的整定狀態，只有通過手動復位才能解除閉鎖。它可以避免瞬時性故障對電網的影響。分段器是一種與電源側前級開關配合，在失壓或無電流情況下自動分閘的開關設備。當發生永久故障時，分段器可在預定次數的分合閘操作后閉鎖于分閘狀態從而達到隔離故障線路區段的目的; 若分段器未完成預定次數的分合閘操作，故障就被其它設備切除了，則其將保持在合閘狀態，并經一段延時后恢復到預先整定狀態，為下一次故障做好準備。分段器不能分段短路故障電流。 　　當前有四種典型的配電自動化開關設備的相互配合實現饋線自動化的模式: 即重合器和重合器配合模式、重合器和電壓－時間型分段器配合模式、重合器和電源－電流型分段器配合模式以及重合器和過流脈沖計數型分段器配合模式。 　　基于自動化開關設備相互配合的饋線自動化系統的主要優點是結構簡單，建設費用低，不需要建設通信網絡，不存在電源提取問題。雖然存在著諸如: 僅在故障時起作用，正常運行時不能起監控作用，不能優化網絡運行方式; 調整運行方式后，需到現場修改定值; 恢復健全區域供電時，無法采取安全和最佳措施；多次重合，對設備沖擊大等缺點。但它因較低的建設成本和方便的維護措施，卻能實現饋線的自動化,同時滿足網絡經濟性和供電的可靠性，不失為著眼于發展、立足長遠西北農網改造直接實現饋線自動化的最佳系統。 3 重合器和過流脈沖計數型分段器配合的饋線自動化系統工作情況 過流脈沖計數型分段器與前級的重合器配合使用，雖然它不能斷開短路故障電流，但有在一段時間內，記憶前級開關設備開斷故障電流動作次數的能力。在預定的記錄次數后，在前級的重合器或斷路器將線路從電網中短時切除的無電流間隙內，過流脈沖計數型分段器分閘達到隔離故障區段的目的。若前級開關設備未達到預定的動作次數，則過流脈沖計數型分段器在一定的復位時間后會清零而恢復到預先整定的初始狀態，為下一次故障做好準備。該系統價格較低、工作可靠、維護方便。根據西北地區農網中負荷密度較小，負荷對供電質量要求不是很高的特點，我們對該配合系統進行了模擬實驗，其工作可靠性令人滿意，能較好的滿足西北地區農網負荷對供電可靠性的要求，同時也可以保證農網的經濟性要求。下面就基于實驗對重合器與過流脈沖計數型分段器配合隔離永久性故障區段的過程作以簡述。 　　圖（a）為網絡中的部分輻射狀網絡正常工作情況，A為重合器，B和C采用過流脈沖計數型分段器，他們的計數次數均調整為2次。圖（b）反映在b區段發生永久性故障后，重合器A跳閘，分段器B計過電流1次，由于未達到整定值（2次），因此，B不分閘而保持在合閘狀態。圖（c）描述經一段時間（延時）后，重合器A第一次重合。圖（d）描述由于再次合到故障點處，重合器A再次跳閘分斷，并且分段器B的過流脈沖計數值達到整定值2次，因此分段器B在重合器A再次跳閘后的無電流時期分閘。圖（e）描述又經過一段延時后，重合器A進行第二次重合，而分段器B保持分閘狀態，從而隔離了故障區段，恢復了健全區段供電。 　　若在b區段發生暫時性故障，重合器A跳閘，分段器計過電流一次，由于未達到整定值（2次），因此分段器B不分閘而保持在合閘狀態，經過一段延時后，暫時性故障消失，重合器A重合成功恢復了系統供電，在經過一段確定的時間以后，分段器B的過電流計數值清零，又恢復到其初始狀態。 　　綜上所述，為滿足農村經濟發展的需要，西北地區結合農網改造，選擇重合器和過流脈沖計數型分段器配合的饋線自動化系統，適時實行農網饋線自動化，既可以在不較大幅度范圍內提高網改成本的前提下，確保網絡的經濟運行，減輕農民負擔，又可以有效提高供電可靠性和供電質量，保證農村生產、生活正常安全用電。