配电自动化（da）是提升城市配电网调控和运维管理水平、提高供电可靠性、扩大供电能力、实现高效经济运行的重要技术手段之一。2009年，智能电网重启了da建设，并将在今后较长一段时期以集中模式da为主流的建设技术路线加速发展，方向明确。
截至2014年5月，国内已经批准建设或投运配电自动化（系统）的城市有国家电网公司的86座城市和南方电网公司的39座城市，发展势头强劲。在运行和管理上，重点突出配电自动化系统（das）数据采集和监视控制（scada）、馈线自动化（fa）、网络分析等基本功能的推进，其中配电scada功能已进入实用化应用阶段，较为突出的有国家电网公司所辖成都、杭州、厦门、北京以及南方电网部分中心或重点城市。
但与此相比，国内das中fa功能部署/应用效果却尚未达到设计预期，可投运fa的城市仍不普遍，且其中成功案例更是鲜见报道。das中最具特色的fa功能尚未发挥出应有的作用，技术和运用难题较多。现阶段条件下部署fa是否适宜和可行、如何深入研究和提升国内fa应用水平等问题成为今天配电自动化领域研究与应用的热点之一。
为此，针对成都配电网故障特点和应用需求，分析fa成功实例，详述成都fa建设经验、深度应用路线及其效益特征。目前成都配电das/scada/fa已经通过三年常态运维和实际运用，同步发展且深度实用化，综合效益显著。其成果对于推动国内fa研究和实用化进程，具有积极示范意义。
1 成都配电自动化及其馈线自动化概况
1.1 配电自动化工程
2010年，成都被批准为国家电网公司智能电网第二批da试点城市，技术路线采用集中模式。建设和应用策略采用系统工程思想统筹规划和实施，建用结合，持续发展。几年来，在da主站、终端、通信、多源支撑系统、辅助设施、一次网架等方面构建起完整的技术体系、多源系统协同互动机制、常态运用机制和管控体系，取得了深度实用化效益、多方面科技、管理效能提升等显著多赢成果。2011年10月投运时，规模计有320条10kv馈线、1190个dtu、ftu、ttu配电终端站点，覆盖整个主城区193km2区域。截至2014年底，区域内da持续发展，计有公网线路逾440条、配电终端站点逾2000个。das/scada/fa深度实用化，“三遥”终端比例达95.5%。
1.2 馈线自动化技术架构
成都das采用配电终端与主站两层架构部署，其中设计的典型集中型fa功能（手拉手环网）原理如图1所示。
图1典型集中型fa功能（手拉手环网）原理
中压配用电通信主要采用光纤通信、epon技术支撑，通信网络按终端设备层、汇聚层和局端3层部署，并进一步延伸至县区级区域，统筹形成分层通信组网结构，覆盖整个成都配电网。
1.3 馈线自动化部署
根据城市配电网故障特点和应用急需，成都da工程建设中，fa与scada、技术与管理、应用与运维、配电网调控与配电网检修抢修全过程互动发展。2010年至2011年10月，开展scada/fa施工工艺、调试策略，建设与初步试运行等应用技术研究，建用结合；2011年10月至2012年底，das进入试运行考核期，实际fa与scada应用已进入常态化。
截至2014年底，在实际接入的配电线路中，有348条线路启用了全自动闭环控制模式的fa，占全部fa投运线路总数的79.09%，其余非全自动闭环控制模式的馈线按半自动交互模式部署，当条件成熟，经检验合格后即可转入全自动闭环控制。至今成都das已形成大规模全自动闭环、大面积全覆盖控制的fa完整体系。
2 馈线自动化深度应用背景
2.1 电力供需生态状况
成都电网是四川电网最大的负荷中心且主城区负荷集中，供电压力更大。2014年主城区负荷达到392.4万kw，年增长率约6%。
配电网供电可靠性要求很高，国家及社会重大活动要求更严，如著名的财富全球论坛、中国西部国际博览会等，城市电网承载各级党政军机关、科研院所、重要企事业单位及民航、医院、地铁等重要用户供电任务，供电支撑能力和应急管控水平要求高。
特定历史条件下，城市配电网建设长期处于较低水平，欠账较多。在“万亿级”特大型中心城市之下，成都高速发展多年，其间存在较大电力需求缺口，加上配电网支撑技术手段不足，电网安全运行压力大。
在电力配套不足的情况下，多年来城市大量且频繁的改造增添了主城区配电网网络的复杂性，外力破坏事件亦难以避免，配电网故障查找和检修难度很大。
2.2 城区供电规模及其网架特点
截至2014年12月，主城区公用配电网开关站、环网柜、分支箱、柱上开关、分界隔离装置等配电站点逾3000个，其中已经覆盖配电终端的站点2041个，包括开关站（含）环网柜1199个、柱上开关1094台及电缆分支箱108个。架空线路944km，电缆1954km，电缆化率67.4%。主城区配电一次网架由架空线路和电缆网组成，以电缆网为主。公用架空线路主要采用单辐射、多分段单联络和多分段多联络接线方式；公用电缆线路接线方式以单环网为主。其中纯电缆单环网73条，混合线路中手拉手189条、多分段多联络169条，单射线路9条，线路平均联络数2.13。
城区中压公用配电网线路架空全部绝缘化；主干线及较大支线线径240mm2，支线线径120~180mm2；电缆出线线径400mm2，主干线电缆线径300mm2。柱上开关（断路器）、环网柜开关（主要为负荷开关）合资设备占80%，其中电操机构和辅助接点配件主要采用国内生产配套。
主城区配电网公用线路和专用线路并存，且专用线路占比超过50%，重要用户多，联络关系较复杂。
2.3 运行方式与故障特点
电缆线路主要分布在城市中心繁华商业区和城市主要干道等区域。架空单辐射线路和电缆单射线路主要集中在区域内站点资源有限和负荷密度较低、供电可靠性要求较低的城郊区域。架空多分段单联络、多分段多联络线路和电缆单环网线路主要集中在府河以内城市核心区和主城区负荷密度较高、供电可靠性要求较高的区域。根据成都城市高压电网运行方式要求，正常情况下10kv配电网联络线路采用开环运行方式，开环点为柱上联络开关或联络环网柜开关。负荷转移时，在满足闭环运行条件下，允许短时间闭环运行。合理设置10kv配电网分段和联络开关开合状态，避免线路重载和过负荷运行。双电源开关站10kvⅰ、ⅱ段母线母联开关断开，两段母线独立运行。
以电缆为主的一次配电网网架结构仍然存在较大的运行风险，尤其是快速发展中的城市主城区。可能引起配电网故障的原因主要集中在城市施工破坏、小动物损毁事件、配电网设备质量等方面。实际配电网故障具有点多、分散、隐蔽、突发性、季节性等特点。成都城区配电网故障特点见表1。
以成都2014年1~8月主城区为例，配电网故障及其原因统计见表2.
2.4 配电网故障应急处置
2011年以前，配电网故障与应急处理效率更看重一线班组对网络和设备的熟练程度和处理配电网故障经验积累的多寡，属于全人工运行维护模式。据2010年上半年统计，调控值班员从发现故障到恢复送电全过程时间平均6~7h，其中运维人员巡线查找故障占据停电时间约42.9%；故障修复处理占据停电时间约42.9%；隔离、恢复供电操作占据停电时间约14.3%。而故障查找时间中，当城市交通不畅情况下，人工“查找故障时间“实际更长。
综上，成都城市配电网具有一定的脆弱性。城市发展生态多样、配电网改造和新建频繁、多方发展需求强烈，用户设备故障、城市建设等非稳定性因素对城区配电网安全运行影响大，运行方式多变等实情共同构成城市配电网主要特征，配电网调控和运维检修抢修任务十分艰巨。这也部分反映出目前国内城市发展与电力供应能力的一般特征。
因此，成都对建设和运用das/scada/fa具有多层次客观需求，在智能电网和现代城市发展背景下积聚内在动力，必要性强，而作为da的主动实践者和推动者，也适时顺应了时代的发展。
3 深度应用馈线自动化
3.1 das实用化基础
三年来，在193km2主城区，持续、常态运用das各项功能，调控中心实际总遥控/成功次数超过8000次，das支撑处理配电网设备缺陷、运行方式倒换、故障处理与现场抢修等相关操作三万余次。遥控成功率和使用率、运行指标和实际成效高度相容。das/scada的深度实用化展示了基础功能的完备性和运用价值。它不仅奠定了具有多源特征的fa数据支撑基础，为其提供了稳定的运行平台，更为通往半自动交互模式fa、全自动闭环控制模式fa以及实用化fa三大应用目标提供了先决条件。
3.2 深度应用馈线自动化
从2011年10月运用至今，fa投运馈线条数稳步增长，常态投运fa馈线总量一直保持在95%以上，成为快速处理成都城区配电网故障的关键手段。在策略上，除了全自动和半自动交互两种fa模式之外，部署了自动转换模式的策略，即允许全自动模式fa在执行过程中因故自动暂停并转换为半自动交互模式继续执行，使全闭环自动控制模式的执行符合fa运用特点和实际操作特点。
截至2014年底，fa共启动612次，成功启动并执行600次，fa成功率达到98.04%，其中全自动闭环控制的fa正确动作并执行318次，成功率100%。进一步地，从fa执行过程的通畅水平来划分，全自动fa又由两部分组成：①从故障信息采集研判、正确定位、故障区域隔离、直至恢复无故障区域供电全流程一次性贯通的fa，完成125次；②在执行过程中因故转而由交互模式