東莞地區(qū)中低壓配電網(wǎng)自動化建設(shè)方案

張延泰

（廣東集明電力工程有限公司，廣東 東莞 523071）

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是指利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進行集成，構(gòu)成完整的自動化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理，集配電自動化與配電生產(chǎn)管理為一體的系統(tǒng)。

配電自動化的單項功能很多，各項功能之間相互聯(lián)系，相互交錯，沒有十分明確的界限，隨著社會對供電可靠性及質(zhì)量要求提高和技術(shù)的發(fā)展，配電自動化的功能及具體內(nèi)容也在不斷變化。

建設(shè)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)對： 對加大配電網(wǎng)運行監(jiān)控，收集電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)；快速識別和隔離故障，強化配網(wǎng)故障快速復(fù)電工作；加快電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高 10kV線路轉(zhuǎn)供電能力，滿足非故障區(qū)段轉(zhuǎn)供電的要求，提高供電可靠性等方面意義重大。

通過配配電自動化的建設(shè)，可以做到故障快速報告、快速診斷、快速定位、快速隔離、快速修復(fù)、快速溝通，全面提升電網(wǎng)運行管理水平，進一步提高客戶滿意度。

1 東莞配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 東莞配電網(wǎng)自動化建設(shè)現(xiàn)狀

東莞市位于廣東省中南部，地處東經(jīng)113°31′～114°15′北緯 22°39′～23°09′。東西長約 70.45km，南北寬約46.8km，全市陸地面積2500.42km2。

2011年東莞生產(chǎn)總值（GDP）4735.39億元，東莞市共轄 33個供電分局，供電面積共計2500.42km2。截止 2011底，東莞局共有公用線路3714回，公用線路上具有環(huán)網(wǎng)點的回路數(shù)為 2273回，環(huán)網(wǎng)率為61.20%，自動化覆蓋的回路為637回，自動化覆蓋率為17.15%；各供電分局的自動化覆蓋率參差不齊，其中有2個供電分局的自動化覆蓋率為0，有10個鎮(zhèn)區(qū)的自動化覆蓋率為5%以下。根據(jù)東莞“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃，2013底自動化覆蓋的回路為1353回，自動化覆蓋率為36.43%，2015年達到自動化覆蓋率100%。到2013年，東莞市主要城市配電網(wǎng)城市供電可靠率控制目標應(yīng)高于99.945%（對用戶平均停電時間不超過4.818h）。

1.2 東莞配電網(wǎng)存在的問題

隨著東莞經(jīng)濟的快速增長, 電力需求屢創(chuàng)新高，由于城建與電力缺少統(tǒng)籌規(guī)劃，造成了電網(wǎng)建設(shè)滯后于城市發(fā)展速度，使得電網(wǎng)規(guī)劃及建設(shè)越來越不適應(yīng)城市發(fā)展的需求，突出反映在如下幾點：

1）現(xiàn)狀東莞市部分供電區(qū)存在高壓電源點不足的問題。電源點建設(shè)的相對滯后，造成了 10kV出線間隔緊張、10kV線路供電距離偏長、電壓質(zhì)量下降、供電可靠性降低等一系列問題，制約了負荷的發(fā)展，造成電源點“落不下”、新增負荷“供不起”。

2）部分供電區(qū)中仍存在線路主干導(dǎo)線截面不滿足相關(guān)要求。線路線路主干導(dǎo)線截面選擇不規(guī)范，輸電線半徑小, 線路長,存在中段線路截面偏小現(xiàn)象，造成供電線路“配不出”。

3）中壓線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不完善，結(jié)線方式復(fù)雜，環(huán)網(wǎng)率低，可轉(zhuǎn)供率低。中壓配電網(wǎng)建設(shè)中線路聯(lián)絡(luò)水平與電網(wǎng)實際運行中負荷轉(zhuǎn)供互帶能力不匹配，電網(wǎng)無法抵御事故沖擊，使得整個中壓配電網(wǎng)在實際運行中“靠不住”。

4）部分供電區(qū)中還存在少數(shù)線路負載重、主干偏長和配變平均負載重的線路；造成供電質(zhì)量下降，存在電力故障隱患，不能保證供電網(wǎng)絡(luò)中的每一段線路、每一個設(shè)備都能長期運行在一個最為經(jīng)濟合理的狀態(tài)下，造成供電線路“用不好”。

5）線路上尚存在較多殘舊開關(guān)設(shè)備、高能耗變壓器, 造成能源大量浪費。

2 東莞地區(qū)供電區(qū)劃分和自動化規(guī)劃范圍

2.1 供電區(qū)劃分和自動化規(guī)劃范圍

按照《中國南方電網(wǎng)公司110kV及以下配電網(wǎng)規(guī)劃指導(dǎo)原則》界定的供電地區(qū)分級及供電區(qū)分類原則，東莞市為一級城市，供電區(qū)分為B、C、D三類。

B類：城市核心區(qū)，行政面積約為22.5km2。

C類：行政面積約為479.8km2。

D類：行政面積約為1963.1km2。

東莞地區(qū)十二五中低壓配電網(wǎng)自動化重點規(guī)劃范圍為 B類和 C 類供電區(qū)，B類供電分區(qū)按“三遙”進行配置，C類供電分區(qū)按“二遙”進行配置。

3 東莞地區(qū)配電網(wǎng)自動化建設(shè)方案

根據(jù)東莞供電局《“十二五”中低壓配電網(wǎng)自動化規(guī)劃報告》，東莞配網(wǎng)自動化的建設(shè)目標為：

1）東莞配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用“集中采集、分區(qū)應(yīng)用”建設(shè)模式。

2）在市供電局建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、配調(diào)監(jiān)控及系統(tǒng)管理平臺，實現(xiàn)配調(diào)業(yè)務(wù)的集中管理。

3）在各分區(qū)供電局設(shè)置配電自動化遠程工作站，根據(jù)運行管理權(quán)限，對管轄范圍內(nèi)的配電網(wǎng)進行模型、參數(shù)、圖形等維護工作。

3.1 配網(wǎng)自動化站點選點原則

1）10kV架空線路自動化站點選點原則

（1）每回 10kV線路的架空自動化改造，主干線上自動化開關(guān)站點一般為2個，不超過3個，主干線+分支線自動化開關(guān)站點不超過 4個（不含10kV線路的聯(lián)絡(luò)站點）；每回 10kV架空線路的自動化站點不宜超過8個（自動化開關(guān)+故障指示器）；

（2）分支線路加裝自動化開關(guān)原則：①線路較長，不少于 2km；②故障較多；③用戶較多，不少3戶；④分支為全電纜，原則上不加裝分界斷路器。

（3）所選站點應(yīng)具備配網(wǎng)自動化改造條件，具備電動操作機構(gòu)升級改造條件（包括開關(guān)整體更換），具備相應(yīng)通信條件，并滿足自動化設(shè)備安裝空間要求。

2）10kV電纜線路自動化站點選點原則

（1）10kV電纜線路的自動化站點優(yōu)先選擇主干線上的電纜分接箱、公用室內(nèi)配電房、10kV開關(guān)站。

（2）每回 10kV電纜線路的自動化站點不宜超過6個。

（3）只有進出線電纜的電纜分接箱（1～2年內(nèi)不接入分支負荷）不列入自動化站點改造。

（4）兩個自動化站點之間的聯(lián)絡(luò)電纜長度不宜少于300m。

（5）作為自動化站點的電纜分接箱、室內(nèi)配電房或開關(guān)站的分支開關(guān)均應(yīng)與進出線開關(guān)同期進行配網(wǎng)自動化改造。

（6）所選站點應(yīng)具備配網(wǎng)自動化改造條件，具備相應(yīng)通信條件，并滿足自動化設(shè)備安裝空間要求。

3.2 配網(wǎng)自動化技術(shù)方案

1）全電纜網(wǎng)絡(luò)站點以電纜分接箱、室內(nèi)環(huán)網(wǎng)柜為主，按電纜自動化方案進行建設(shè)

（1）新建電纜分接箱、室內(nèi)環(huán)網(wǎng)柜，應(yīng)滿足自動化設(shè)備安裝要求，預(yù)留 PT間隔，開關(guān)和隔離開關(guān)的位置觸點和開關(guān)故障和異常信號觸點應(yīng)引至端子排，并配備終端及通信設(shè)備安裝位置。

（2）對符合改造條件的現(xiàn)有開關(guān)柜，直接加裝電動操作機構(gòu)，A相和C相CT，零序CT，電源PT、配電自動化終端。

2）架空線路網(wǎng)以柱上開關(guān)為主，按架空線路自動化方案進行建設(shè)

（1）A、B類供電區(qū)10kV架空主干線饋線自動化建設(shè)采用電壓-電流型饋線自動化，C類供電區(qū)10kV架空主干線饋線自動化建設(shè)宜優(yōu)先采用電壓-電流型饋線自動化，其他供電區(qū) 10kV架空主干線饋線自動化建設(shè)宜采用電壓-時間型饋線自動化。

（2）分支開關(guān)選用帶具備重合閘功能的分界斷路器。

（3）故障自動定位裝置選用線路型故障指示器（含通信終端）。

（4）設(shè)置主干線分段斷路器（配備時限保護），當10kV線路最長路徑（指變電站到最遠10kV用戶的路徑）超過8km時，或主干線用自動化分段開關(guān)分段超過3段時，應(yīng)配置主干線分段斷路器將主干線分為兩段，第二分段發(fā)生故障由主干線分段斷路器自動切除，不會引起變電站出線斷路器跳閘，相當于減少了50%變電站出線斷路器的跳閘，同時縮小了故障引起的停電范圍，保障了上一級線路的正常供電。

3）混合線路網(wǎng)絡(luò)（電纜與架空線混合）

（1）若站內(nèi)出口斷路器具備重合閘功能的，則架空電纜混合線路饋線自動化采用架空線路饋線自動化模式。

（2）若站內(nèi)出口斷路器不具有重合閘功能，則架空電纜混合線路饋線自動化采用電纜線路饋線自動化模式。

3.3 終端電源

條件允許時，應(yīng)優(yōu)選電壓互感器；在無法安裝電壓互感器的情況下，可根據(jù)需要從就近從公用變壓器取電，在最小負荷電流不小于15A的線路首端可考慮采用電流互感器取電方式, 配網(wǎng)通信終端設(shè)備電源應(yīng)與自動化設(shè)備電源統(tǒng)一考慮。

3.4 通信方式

實現(xiàn)“三遙”功能的配電自動化站點必須采用通信專網(wǎng)，優(yōu)先采用光纖通信方式，不具備光纜建設(shè)條件時可采用載波通信；實現(xiàn)“二遙”功能的配電自動化站點采用無線通信方式，但采用無線公網(wǎng)時需采取相應(yīng)的安全防護策略。

4 結(jié)論

通過實施配電自動化建設(shè)，試點供電區(qū)域內(nèi)故障定位和隔離時間均有了較大幅度的減少，提高了供電可靠性。同時通過實施配電自動化建設(shè)，結(jié)束了配電網(wǎng)缺少運行監(jiān)測數(shù)據(jù)、憑借經(jīng)驗進行配網(wǎng)運行管理的落后狀況，為配調(diào)人員快速、準確制定負荷調(diào)整方案和停送電方案提供技術(shù)支持。通過配電自動化就地自動或遠方遙控操作實現(xiàn)了故障的自動化隔離，降低了人員現(xiàn)場操作的安全風險。

[1] 趙慶杞，黎明，張化光. 配電自動化的現(xiàn)狀與未來[C].2005電力行業(yè)信息化年會論文集, 2005.

[2] 廣東電網(wǎng)公司“十二五”配電網(wǎng)自動化規(guī)劃技術(shù)原則. 2011.9.

[3] 東莞供電局配網(wǎng)自動化技術(shù)實施方案. 2011.6.