李新华，孙志云，肖谋富，王昱

(1. 长沙科诚电力技术咨询有限公司，湖南 长沙410007;2. 湖南省电力勘测设计院，湖南 长沙410007;3. 湖南省特种设备检验检测研究院，湖南 长沙410017)

馈线故障自动处理是配电自动化系统的重要功能，简称“馈线自动化”〔1〕，它可以在馈线发生故障时缩小故障停电范围，减少故障导致的停电时间，从而提高供电可靠性，其核心问题是如何实现馈线故障定位、如何隔离故障和如何恢复非故障区域供电，简称故障的诊断、定位、隔离和恢复〔2〕。配电自动化系统中，馈线故障处理模式主要有:完全基于终端处理的分布式模式;基于主站与子站分层配合处理的分层式模式;基于主站的集中处理模式。在馈线故障集中处理模式中，配电自动化系统主站根据子站或终端上送的故障检测信息及主站采集的开关跳闸信息进行故障识别和定位，故障隔离和非故障区段供电恢复也都由配电主站集中处理，形成顺序控制策略，再通过与子站、终端通信遥控执行〔3〕。

目前，故障集中处理方式一般分为手工、半自动和全自动3 种情况〔4〕，并针对整个配电网来设置，但配电自动化的实施是一个长期的过程，因馈线一次设备和通讯条件的差异、不同的馈线也可能有不同的自动化实现程度，某些馈线检修或调试时也需要对馈线故障处理功能进行闭锁，同时馈线故障的恢复处理一般需要其它联络馈线支持，不能简单地按照馈线为单元进行。配电网因区域的负荷密度、负荷重要性以及供电可靠性要求不同，应采用不同的故障处理方式。

1 方案概述

本方案要解决的是针对传统馈线故障集中处理模式的缺陷，提供一种改进型馈线故障集中处理模式。

1)对某条馈线进行设备检修或调试时尽可能不影响整个系统的馈线自动化功能〔2〕，某馈线进行设备调试时可不启动故障处理功能，但不影响其它区域的馈线故障处理功能。

2)根据配电网各区域自动化程度不同，可以设置不同的故障处理方式。

1.1 技术解决方案

这种改进的配网馈线故障集中处理模式引进了“馈线组”的概念。一个馈线组包含1 条或多条馈线，这些馈线通过联络开关连接在一起，馈线组是馈线故障处理的最小单元，故障诊断、定位、隔离和恢复是在单个的馈线组内独立进行的，不同馈线组内的故障处理逻辑上没有联系。针对不同的馈线组可设置不同的故障处理方式，在各馈线组范围内实现馈线故障的集中处理，不同馈线组的故障处理相互独立。恢复方案分为故障上游恢复和故障下游恢复方案，故障隔离和恢复方案的执行应根据各馈线组的故障处理方式分别处理。

馈线组内故障处理方式分为闭锁、手工、半自动和全自动4 种(见图1)。各种故障处理方式的执行逻辑为:闭锁方式下不启动馈线组的故障处理功能，适用于馈线组内设备进行调试时的情况;手工方式下，由调度员确认并手工执行隔离方案、故障上游恢复方案和故障下游恢复方案;半自动方式下，自动执行隔离方案和故障上游恢复方案，由调度员手工执行故障下游恢复方案;全自动方式下，自动执行隔离方案、故障上游恢复方案和故障下游恢复方案。

图1 典型配网接线方式

1.2 改进的馈线故障集中处理模式的步骤

步骤1:馈线故障处理服务器接收到FTU (英文“Feeder Terminal Unit”的缩写，中文译文为“馈线终端单元”)上送的故障信息或变电站内RTU (英文“Remote Terminal Unit”的缩写，中文译文为“远方终端单元”)上送的馈线出口开关保护动作信息，等待10 ～300 s。如果在设定的等待时间内收到新的故障信息或馈线出口开关保护动作信息，即令等待计时归零并重新开始累计等待时间。如果在设定等待时间内未收到新的故障信息或馈线出口开关保护动作信息，即按常规方法启动馈线故障定位程序;

步骤2:在步骤1 接收到故障信息的开关和保护动作信息的开关所属的馈线组为故障馈线组。找到所有的故障馈线组形成故障馈线组列表;

步骤3:对故障馈线组列表内所有成员进行的处理:馈线组故障处理方式如果不是“闭锁方式”，依据故障前该馈线组内开关状态的记录，在该馈线组内使用常规方法进行网络拓扑分析，得出网络拓扑分析结论;

步骤4:使用步骤1 接收到的故障信息或馈线出口开关保护动作信息和步骤3 所获网络拓扑分析的结论，使用常规方法进行故障定位处理，得出故障定位处理结果。配电网开环运行时，某相邻开关之间设备组成的区段中的边界开关只有1 个检测到故障信息，该区段即为应当处理的故障区段，而在配电网闭环运行时，环路上的故障不处理;

步骤5:依据步骤4 所得到的故障定位结果即故障所在区段，搜索该故障区段中的边界开关，故障区段的边界开关组成故障隔离方案;

步骤6:将步骤5 所获故障隔离方案使用常规方法实施模拟执行，实施完毕后，使用常规方法进行网络拓扑分析，得出结论。然后依据该此结论，使用常规方法形成故障导致的停电区域，故障区域至馈线出口开关之间的停电区域即故障上游停电区域，故障区域至联络开关之间的停电区域即故障下游停电区域;

步骤7:搜索步骤6 所形成的故障上游停电区域所在馈线出口开关，使用常规方法形成故障上游恢复方案。搜索步骤6 所形成的故障下游停电区域边界联络开关，使用常规方法形成故障下游恢复方案;

步骤8:对步骤7 所获下游故障恢复方案使用常规方法进行评价。

步骤9:根据各馈线组的故障处理方式，按照故障处理方式的逻辑自动或手工执行步骤5 所获故障隔离方案和步骤7 所获供电故障恢复方案。

2 具体实施方式

改进的配网馈线故障集中处理模式，其具体实施步骤:

1)设置馈线组的故障处理方式

根据实际情况，把各馈线组的故障处理方式设置为“闭锁”、“手工”、“半自动”或“全自动”这4 种方式中的一种。

2)故障信息收集

a. 障处理服务器接收FTU 上送的故障信息，把上送故障信息的开关添加到故障开关列表;

b. 障处理服务器接收站内RTU 上送的馈线出口开关保护动作信息，把保护动作的开关添加到故障开关列表。

3)定故障馈线和故障馈线组

步骤1 中得到的故障开关列表中的开关，其所属馈线为故障馈线，所属馈线组为故障馈线组。若馈线组的故障处理方式为“闭锁”，则故障开关列表中删除该开关;否则把开关所属馈线添加到故障馈线列表，把该馈线组添加到故障馈线组列表。

4)故障类型判断

利用步骤2 得到的故障馈线列表中，如果其出口开关当前状态为分，则该馈线发生了永久性故障;否则，该馈线发生了瞬时性故障。

5)故障诊断

恢复到故障前运行方式进行网络拓扑分析，根据分析结果及步骤1 和2 得到故障开关列表，如果相邻开关之间设备组成的区段的边界开关只有一个在故障开关列表中，则该区段为故障发生的区段，该区段定义为故障区段。获取故障区段所属馈线，根据步骤3 的结果，确定是瞬时性故障还是永久性故障。对瞬时性故障，提示故障发生的区段信息;对于永久性故障，进入步骤5 处理。

6)形成故障隔离方案

对于永久性故障，根据步骤4 的诊断结果搜索故障区段边界闭合的开关，由边界闭合的开关组成故障隔离方案。

7)形成故障恢复方案

a. 利用步骤5 得到故障隔离方案信息，在故障处理服务器数据库中模拟执行故障隔离方案，进行网络拓扑分析。由分析结果得到故障停电区域和非故障停电区域。故障区域到馈线出口开关之间的非故障停电区域为故障上游停电区域，故障区域到联络开关之间的非故障停电区域为故障下游停电区域。

b. 对故障上游停电区域，搜索区域边界当前状态为分的馈线出口开关形成故障上游恢复方案;对故障下游停电区域，搜索区域边界当前状态为分且另一端带电的开关形成故障下游恢复方案。

c. 对故障下游恢复方案，根据下游停电区域计算待恢复负荷，通过从实时库读取转供馈线出口开关额定容量、当前电流值来对下游恢复方案进行安全性评价。

8)执行故障隔离和恢复方案

根据故障所在馈线组的故障处理方式执行故障隔离方案和恢复方案。手工方式下，由调度员确认并手工执行隔离方案、故障上游恢复方案和故障下游恢复方案;半自动方式下，自动执行隔离方案和故障上游恢复方案，由调度员手工执行故障下游恢复方案;全自动方式下，自动执行隔离方案、故障上游恢复方案和故障下游恢复方案。

3 结论

本方案基于馈线组的故障集中处理模式适应我国配电网的实际接线情况和运行方式，具有故障处理方式分区设置灵活、适用于任意接线方式配电网的馈线自动化建设;对不同的馈线组可以设置不同的故障处理方式，不同馈线组分别进行故障处理，互不影响;方便馈线组内开关设备故障检测的保护信号调试，某馈线组内开关设备保护信号调试不影响系统的馈线故障处理功能，不影响其它馈线组的故障处理功能;本方案目前已在长沙配电自动化试点工程及后续示范工程中成功实施。

〔1〕DL/T 814—2002 配电自动化系统技术规范.〔S〕. 北京:中国电力出版社，2002.

〔2〕马军，蒙金有，奉健，冯庆东. 配电网故障定位、隔离和供电恢复系统工程实践〔J〕. 电力设备，2003，4 (5):60-62.

〔3〕陈得宇，沈继红，张仁忠，高世伟. 配电网故障可观测的实现及馈线终端单元配置方法〔J〕. 电网技术. 2011，35 (2):94-99.

〔4〕刘海涛，沐连顺，苏剑. 馈线自动化系统的集中智能控制模式〔J〕. 电网技术. 2007，31 (23):17-21.