0 引言

配电自动化是利用现代计算机及通信技术，将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息进行集成，构成完整的自动化系统，实现配电网运行监控及管理的自动化、信息化[1]。馈线自动化（Feeder Automation，简称FA）是利用自动化装置或系统，监视配电网的运行状况，及时发现配电网故障，进行故障定位、隔离和恢复对非故障区域的供电。FA实现模式主要有就地式、集中式与分布式三种类型。就地式FA技术主要是基于重合器-分段器相互配合就地实现馈线故障区段定位、隔离与非故障区段的供电恢复，包括电压-时间型、电压-电流-时间型、自适应综合型，它不需要主（子）站控制，不需要通信通道，投资小、易于实现，主要用于对供电质量要求不是太高、且没有通信条件的城郊或农村架空线路，但需要多次重合，对系统形成多次冲击、引起电压骤降[2-3]。集中式FA技术通过工业以太网、EPON光纤网或GPRS无线通信等完善的通信手段，将馈线终端检测的故障信息上传到配电自动化主站（或子站），主站根据馈线拓扑结构和预设算法对故障信息进行分析，并判断出故障区域，发出控制命令，实现故障区段定位、隔离与供电恢复操作，是目前城市配网中应用较多的FA供电模式[4]。分布式FA是通过配电终端之间相互对等通信实现馈线的故障快速定位、隔离和非故障区域自动恢复供电的功能，并将处理过程及结果上报配电自动化主站，实现对故障区段毫秒级定位，秒级快速隔离，非故障区域数秒内供电恢复[5]。文献[6]提出一种基于GOOSE的快速自愈的分布智能FA系统，建立配电网分区模型，论述开环运行配电网和闭环运行配电网的分布式FA机制，加快故障处理速度。

本文分析了分布式FA逻辑功能及动作过程，搭建实验室测试平台，模拟开关正常、拒动、误动、通讯中断等运行工况，测试FA系统逻辑是否正确，针对测试发现问题提出相对应的整改措施，提高设备投运前的功能可靠性，减少现场调试工作量。

1 分布式FA系统

1.1 系统构成

分布式FA系统是由智能终端、对等通信系统、配电自动化主站构成，其结构如图1所示。智能终端是分布式FA系统的核心设备，完成馈线数据采集与监视控制、短路故障检测、分布式智能控制、相互对等通信等功能。

第三是企业要注重品牌的有效传播。我们现在处在一个信息过剩的时代，用户注意力“碎片化”“短时化”成为常态。换句话说，现在是一个品牌经济的时代，也是一个注意力经济的时代。企业如何在品牌建设过程中吸引用户的注意力，是一个品牌从企业内部走向外部市场时需要着力考虑的问题。

对等通信系统连接配电主站和分散馈线上的智能终端，实现终端与主站、终端与终端之间相互双向通信。配电网正常运行时，对等通信系统负责上送终端采集信息、下达主站控制命令，实现三遥功能；配电网故障时，保障终端之间的对等通信，实现就地故障隔离、非故障区恢复供电，并将分布式FA故障处理过程及结果上传到配电主站。

电气设备维护人员需要每天一次对高压开关柜设备内部的连接螺栓进行稳定性检测。每年一次柜内外的去尘维护。不仅如此，还要对各类操动机构添加适量的润滑剂等。例如：断路器装置。同时，定期对高压开关柜的运行状态进行预防性检测。

  

图1 FA系统构成图

由于FTU连接的电流信号为电压值（600/1 V），而模拟同步故障发生器无法直接将电流转换为电压信号，因此，在模拟同步故障发生器与FTU之间添加一个电流转换为电压信号（精度为0.5级），其物理测试接线见图8。

1.2 工作原理

日常生活中每一个教育情景我们都可以“搭脚手架”，但搭之前需要先解剖问题，你希望实现什么目的，你希望发展的能力是一种什么能力，这种能力的发展牵涉到的因素有哪些等等。这些问题思考清楚了，脚手架搭起来就更有的放矢。

分布式FA的故障定位，主要通过检测故障区段两侧短路电流、接地故障的特征差异，从而定位故障发生在对应区段。

2009年轮滑项目首先在大一体育课中开设，一经开设，轮滑运动在校园里蔚然成风，随着项目开展的热度上升，教学楼周围的开阔地都成了轮滑的教学或学生课余练习的场地，场地的问题最终在建华路校区建设中得到了全面解决，建华路校区体育馆规划建成建筑面积达2000平米的室内轮滑馆，在国内首屈一指。

速动型分布式FA，在故障定位完成后，在变电站馈线保护动作之前隔离相应故障区段，随后判断联络电源转供条件满足与否，若满足，合上联络开关完成非故障停电区域的供电恢复。

缓动型分布式FA，在故障定位完成后，在变电站馈线保护动作切除故障之后，经延时隔离相应故障区段，随后判断联络电源转供条件满足与否，若满足，合上联络开关完成非故障停电区域的供电恢复。

在医学英语翻译中，句子结构复杂，修饰语繁多，各个从句在翻译时的层次也比较模糊。因此，要重点分析原文语法结构，弄清主句与从句之间的关系，才能做到译文与原文具有对等性。

以速动型分布式FA、架空电缆混合线路为例，见图2。图中CB1、CB2为出口断路器，FS1~FS8为配电架空线及环网柜断路器，LSW1为联络开关。若故障发生在FS2FS3FS5之间，FS2开关通过与FS1FS3FS5的配电终端通信，判断出故障发生在FS2FS3FS5之间，FS2、FS3和FS5跳闸，故障点隔离成功。故障点隔离成功后，合闸联络开关LSW1，

  

图2 分布式FA处理过程

1.2.3 分布式FA相间故障上下游判断及处理

分布式FA的处理过程主要包括FA启动、故障定位及隔离、FA结束等步骤。在故障发生后，所有FTU根据自身故障信号、其他站点故障信息，判断故障区间上下游开关，根据设定的动作模式进行故障定位及隔离，见图3。

（4）阴性对照溶液的制备：按处方比例称取除黄芪以外的药材90 g，煎煮2次，每次加10倍量水，煎煮1 h，滤过，浓缩至约200 mL，按上述供试品溶液的制备方法制备黄芪甲苷阴性对照溶液。

便捷成熟的版权交易系统，应涵盖展示定价、协商签约、交付完成等各环节。这样的系统将大幅缩减交易环节、减低交易成本、提升交易效率，并将交易物及协议标准化和规范化，同时这种新型的技术融合必能反向刺激整个行业，催生相应的产业革新。

  

图3 分布式FA区间判别

2 测试平台搭建

2.1 测试方法

配电自动化故障处理性能测试主要包括主站注入式、二次同步注入测试法及主站、主站与二次同步注入。主站注入测试直接给终端注入故障信息，可模拟不同工况下的故障，但仅能验证配电自动化系统主站馈线自动化功能。二次同步注入测试法采用故障模拟发生器同在FTU或DTU终端注入故障电流，实现对FA故障处理性能测试。本文将采用二次同步注入测试法该分布式FA进行功能测试。

2.2 测试线路等效图

为最大程度的还原线路实际运行情况，通过等效图的方式构建线路测试图。以某线为例，其线路主干线有三个分段开关、一个联络开关、12个分支开关，等效图见图4，分支开关位置可根据线路故障点位置而变动。

  

图4 等效图

2.3 系统框图

问题描述：D2-D3区间发生故障，D2开关发生拒动，故障由变电站开关CB1间接隔离。

  

图5 测试系统框图

2.4 测试流程

模拟主站根据故障类型下发测试参数（见图6），通信设备负责传输指令，模拟同步故障发生器响应指令输出故障电流及电压，FTU根据检测的故障电流启动FA功能，隔离故障区段，并上送FA动作情况，图7为整个流程图。

  

图6 模拟测试主站

  

图7 测试流程示意图

2.5 测试平台

配电自动化主站采集并处理来自智能终端的配电网实时运行数据，向智能终端设置或修改整定值，提供配电网运行监控界面、完成多种高级应用。对于分布式FA系统，配电自动化主站不直接参与分布式故障处理过程，只负责接收处理结果，只有当分布式FA处理失败后，主站才参与故障处理。

  

图8 测试平台连接示意图

3 测试内容

3.1 不同运行工况测试

为验证分布式FA系统在不同运行工况下的处理能力，设置开关拒动、开关误动、故障前通信中断、故障处理过程中中断等异常工况，具体见表1，不同工况下的动作结果见图9。

 

表1 运行工况设置及测试方法

  

运行工况正常状态开关拒动开关误动处理过程中通信中断处理之前通信中断测试方法在开关、通信、遥信、遥控都正常，设置不同位置故障，测试FA逻辑动作情况模拟主站设置开关拒动或短接合闸遥信回路（开关一直处于合位）将故障开关的遥控分闸回路与正常状态的分闸回路反接适当延长故障隔离时间，在故障隔离过程中拔去通信线路拔去开关控制单元的通信线路

  

图9 不同运行工况下分布式FA处理结果

3.2 故障点设置

图4（c）为等效测试图，通过设置不同故障位置与限值（电流值及时间值），测试FA逻辑功能的准确性，故障设置如下：

1）模拟电源线路出口发生过流故障，故障点位于CB和D1开关之间。

2）模拟主干线发生过流故障，故障点位于D1开关和D2开关之间。

3）模拟主干线发生过流故障，故障点位于D2开关和D3开关之间。

4）模拟线路联络节点段发生过流故障，故障点位于D3开关和L1开关之间。

5）模拟线路供电网络结构发生变化（L1为分段开关、CB2为联络开关），故障点位于D3开关和L4开关之间。

为验证分布式FA故障隔离区域的开关动作是否正确、隔离时间是否满足设计要求，记录正常及异常情况分别开关分位状态、FA启动时间、FA闭锁时间。

4 问题分析及解决措施

通过测试发现通信、故障隔离时间、闭锁信号不准确等六个问题，针对发现的问题，给出相对应的解决措施。

4.1 通信问题

问题描述：在D2与D3之间设置故障点，FA功能闭锁，变电站开关CB1跳闸。

原因分析：分布式FA采用EPON通信模式，终端通过ONU上传信息，各ONU之间的数据交换须经过OLT，即ONU上行至OLT，再由OLT下行至其他的ONU。终端采用GOOSE协议传送保护报文。通过排查发现OLT设备无法捕获解析ONU上传的GOOSE报文，导致各开关无法识别相邻开关故障信号，FA功能闭锁。

1.2.2 短路故障处理

在获得的 hillshade 数据中，仅值为0 的栅格为建筑物的阴影，因此要分别利用 [栅格计算器]提取出3个时刻的阴影栅格(hillshade值为 0)，并累加成一个图层sh _ all。建筑物在该时段内的阴影范围，其取值有 0、1、2、3，如图9。

  

图10 EPON通信模式

解决措施：1）通信厂家对OLT设备通信协议进行二次开发或更换设备，以便能够识别及解析GOOSE报文，完成ONU设备之间的通信；2）终端厂家更换通信协议，以明文形式上传报文。

下面介绍一个持续长度的概念,它是蠕虫状链模型中的重要参数.对于一条由键长为l、键角为α的n个键所组成的大分子链,将第一个键的方向看成z轴(见图1),那么第二个键以α角与之相连,键矢量间的夹角为θ,第三个键又以α角与第二个键相连,其键矢量间的夹角亦为θ,依次类推,这条链的末端距在z轴上投影的平均长度即为n个键矢量在z轴投影长度的加和:

采用方案：综合考虑时间及成本因素，最终采用工业以太网通信方式，工业交换机替换ONU设备，终端仍采用GOOSE协议传送保护报文。工业以太网交换机的收发模块分开，需要2根光纤，现场施工需4根光纤形成一个环路。

4.2 故障隔离时间超限

问题描述：终端之间通信采用工业交换机方式，在D2与D3之间设置故障点，FA启动，变电站开关CB1跳闸，FA隔离不成功。

原因分析：分布式FA隔离故障理论动作时间包括故障等待时间、策略生成时间、遥控出口时间、遥信反馈时间、开关分闸时间，策略生成包括通信时间、逻辑判断、遥信等待延时时间（多次比对相邻开关故障报文，确保收到相关联开关信息）、策略输出。经测试发现FA过程时间分布见图11。

  

图11 EPON通信模式

由图11数据可知，FA隔离时间为820 ms，大于变电站开关600 ms，变电站开关动作正确。

解决措施：在保证FA功能100%可靠动作情况下，尽可能缩短遥信延时等待时间。测试不同遥信延时等待时间情况下开关动作情况，如表2所示。

 

表2 不同遥信延时等待时间下测试动作情况

  

遥信延时时间/ms 200 150 120 100 80 50 40 30 20 10 FA启动时间差/ms 265 207 174 155 132 97 90 84/策略生成时间/ms 65 57 54 55 52 47 50 54/动作情况准确性/%100 100 100 100 100 100 100 66.7 00

由表2数据可知，时间设置40 ms，FA均能可靠动作，综合考虑现场实际情况，推荐遥信等待延时时间由500 ms优化为50 ms。

4.3 瞬时故障无法识别

问题描述：D2-D3之间发生的故障为瞬时性故障，D2、D3分闸，无法区分瞬时性与永久性故障。

在进行电力负荷预测时，会获取海量的历史负荷数据，其中，往往会由于机器或人为的原因，使数据中出现一些偏差的离群数据以及缺失数据，这些“坏数据”的存在往往会极大地影响预测的精度，因此我们首先进行检测并加以处理。

原因分析：FA故障隔离程序未考虑瞬时性故障类型，且将瞬时故障按照永久性故障类型处理，导致FA功能无法有效的处理瞬时性故障。

1.2.1 动作逻辑原理

解决建议：完善FA故障处理程序，故障点上游开关配置一次重合闸，有效的躲避瞬时性故障。

4.4 闭锁SOE信号不准确

问题描述：在D2-D3发生故障，D2开关发生拒动，D2开关发生拒动及FA闭锁信号并将信息上传至主站；D3开关发生拒动，D3开关不发送拒动而引起闭锁信号。

原因分析：开关拒动闭锁信号程序只针对故障点上游开关（D1/D2），未针对下游隔离开关（D3）发闭锁信号。

解决措施：增加下游开关拒动闭锁信号上送主站功能。

4.5 异常工况处理功能不完备

测试系统包括模拟主站、通信系统、模拟同步故障发生器、FTU，模拟主站控制模拟同步发生器，通信系统串联终端FTU与模拟主站，模拟同步故障发生器输出故障电流及电压、模拟开关，测试框图见图5

原因分析：FA故障隔离程序未考虑故障扩大范围处理，FA直接闭锁。

解决建议：按照开关相邻属性特点，由故障区域上游开关的上一级开关（D1）间接隔离故障。

2.3 二分类logistic回归分析 校正年龄、ALT、AST、BUN、Scr、UA、TG、HDL-c、HbA1c、随访时间后，以NAFLD发生与否为因变量，BMI、腰围、WHtR、WHR为自变量，进行二分类logistic回归分析，结果(表2)显示：BMI、腰围、WHtR、WHR均为2型糖尿病患者发生NAFLD的独立危险因素(P=0.000)。

 

表3 不同供应商、不同保护情况下分闸时间

  

ms供应商 速断动作时间 过流动作时间（不含定时间） 分闸时间A 403726 B 496326.8 C（永磁）504811.4 D(永磁)575011.2 E 606128.5 F 716227.2 G 717034.7 H 766926 I 807030.2 J 858430.3

表3为不同供应商在不同保护情况下分闸时间，数据表明弹簧操作机构开关分闸时间（整套动作时间）平均为64.9 ms，最大为85 ms、最小为40 ms，不超过90 ms。

由表2及表3数据可知，FA从启动到结束时间最大不超过187 ms，若FA考虑扩大，整个故障隔离时间约为580 ms。考虑开关慢分或拒分时间一般不超过150 ms，优化后的隔离时间可缩短至530 ms，具体时间见表4。由表4数据可知，优化后的时间满足扩大范围处理时限要求。

 

表4 隔离时间对比

  

ms时间组成故障等待时间上游开关D2 FA启动时间D2开关整套动作时间上游开关D1 FA启动时间D1开关整套动作时间故障隔离总时间未考虑扩大600////630考虑扩大（未优化）200 100 90 100 90 580考虑扩大（优化后）150 100 90 100 90 530

4.6 故障信号灯指示不合理

问题描述：故障发生在D2-D3之间，FA启动隔离故障，流过故障电流的D1/D2故障运行灯亮。

原因分析：FTU设备故障指示灯点灯逻辑不完善，未考虑现场运维工况。

在劳拉看来，相比于保时捷911 GT2 RS偏软的底盘，她更喜欢迈凯伦的硬朗，虽然这并不会影响圈速的排名。对于经验尚浅的驾驶者来说，驾驶迈凯伦跑出的圈速通常优于保时捷，但对于职业车手来说则恰恰相反。换言之，保时捷911 GT2 RS拥有更高的极限，但前提是驾驶者对其特性的了然于心。

解决措施：完善故障及非故障区域FTU故障警示灯状态。

5 结语

本文通过搭建物理仿真平台，对FA系统进行验证，检验FA系统在通信中断、开关拒动、开关误动干扰情况下FA动作逻辑的正确性与可靠性，针对测试发现的问题提供了对应的解决措施，有效的避免了通信设备不支持GOOSE协议问题将导致整个FA不启动而失效，隔离时间设置问题将导致FA功能失效而扩大停电范围等问题，减少设备安装投运前的调试工作量，在一定程度上推进了配电自动化的实用化。

本文基础数据主要来源于永川区国土资源与房屋管理局提供的1：10 000土地利用现状图、2006-2020年土地利用总体规划图、永川区行政区划图、2010年土地利用变更调查资料，并利用ArcGIS9.3工作平台进行数据处理与空间分析。

参考文献：

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[3]刘健，张伟，程红丽.重合器和电压-时间型分段器配合的馈线自动化系统的参数整定[J].电网技术，2006，30（16）∶45-49.

[4]郭举修.配电网故障定位与隔离问题的研究[D].山东大学，2004.

[5]刘健，赵树仁，贠保记，等.分布智能型馈线自动化系统快速自愈技术及可靠性保障措施机[J].电力系统自动化，2011，35（17）∶67-71.

[6]凌万水，刘东，路一鸣，等.基于圧IEC61850的智能分布式馈线自动化模型[J].电力系统自动化，2012，36（6）∶90-95.