配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)分析

摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電力供應(yīng)開始由賣方市場(chǎng)向買方市場(chǎng)逐步過渡，電力用戶對(duì)于電能供應(yīng)的質(zhì)量和可靠性提出了更高的要求。本文，概述了配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化的概念，明確了配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用作用，并圍繞配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)來就配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)做出系統(tǒng)的分析，意在為配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用提供借鑒與支持，為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供有力保障。

關(guān)鍵詞 配電網(wǎng)；綜合自動(dòng)化；技術(shù)；系統(tǒng)

中圖分類號(hào) TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)071-0152-02

我國(guó)電力工業(yè)的迅速崛起，使得配電網(wǎng)建設(shè)問題的受關(guān)注程度不斷提升，如何與時(shí)俱進(jìn)，更好地滿足用戶用電需求，是電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足、穩(wěn)定發(fā)展的重要課題。配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)，對(duì)于配電系統(tǒng)降低損耗，管理水平提升，可靠、安全運(yùn)行意義重大。因此，圍繞配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)來就其技術(shù)做出系統(tǒng)的分析十分必要，對(duì)于當(dāng)前配電網(wǎng)的建設(shè)與改造具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化的概念

我國(guó)的配電網(wǎng)絡(luò)主要采用中性點(diǎn)非有效接地的方式，傳統(tǒng)的電流保護(hù)值是在線路末端發(fā)生三相短路時(shí)，按照系統(tǒng)最大運(yùn)行方式計(jì)算的，以其計(jì)算簡(jiǎn)單和可靠的特性而被應(yīng)用，但是它最大的缺點(diǎn)就是保護(hù)性受系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障類型的影響很大。為了避免這一缺陷，人們研究出了能夠在分析和處理過程中，結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況自動(dòng)調(diào)節(jié)保護(hù)動(dòng)作的自適應(yīng)速斷保護(hù)，這種保護(hù)不僅不受系統(tǒng)運(yùn)行方式和短路故障的影響，而且增大了保護(hù)的范圍，自適應(yīng)保護(hù)以其優(yōu)勢(shì)迅速被應(yīng)用到配電網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)展前景非?？捎^。

所謂配電網(wǎng)自動(dòng)化，指的是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)與電力設(shè)備結(jié)合，來完成正?；蚴鹿薁顟B(tài)下配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)、計(jì)量與供電管理工作的有機(jī)整合，從而使得供電質(zhì)量得以改善，進(jìn)一步深化同用戶間的關(guān)系，在滿足用戶多樣化要求的基礎(chǔ)上保證價(jià)格的合理性，力求實(shí)現(xiàn)最好的供電經(jīng)濟(jì)性和更為有效的企業(yè)管理。

2 配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用作用

歸結(jié)配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用作用，主要包括以下方面：1）減少故障的發(fā)現(xiàn)與檢修時(shí)間，減少用戶停電時(shí)間，提高企業(yè)的供電可靠性和積極性，滿足了客戶持續(xù)用電的需求；2）通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)元件參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)計(jì)劃?rùn)z修向狀態(tài)檢修的逐步過渡，促進(jìn)了設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本的降低；3）應(yīng)用配電自動(dòng)化設(shè)備，電網(wǎng)設(shè)備的利用率得到了大幅度提升，投資得到有效地節(jié)約；4）綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備故障的自動(dòng)隔離，確保了非故障線路供電的迅速恢復(fù)，用戶停電時(shí)間得以縮短，停電范圍進(jìn)一步縮小，促進(jìn)了服務(wù)質(zhì)量的有效提升；5）通過對(duì)以往事故處理的評(píng)估，來對(duì)正確方案進(jìn)行確定，降低了類似事故造成的損失，運(yùn)維費(fèi)用相應(yīng)減少；6）配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，在保障可靠供電的前提下使得系統(tǒng)供配電能力得到最大限度的發(fā)揮，從而使得新的一次設(shè)備投資得以推遲；配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，能夠自動(dòng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)設(shè)備的智能化、自動(dòng)化，促進(jìn)了供電企業(yè)供電水平和效率的進(jìn)一步提高，極大地便利了配電網(wǎng)運(yùn)行管理和客戶服務(wù)自動(dòng)提供的有序進(jìn)行。

3 配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的分析

3.1 配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是對(duì)系統(tǒng)二次設(shè)備的功能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、重新組合，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行丈量、監(jiān)督、協(xié)調(diào)與控制的一種綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，其主要由主站系統(tǒng)、配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、變電站監(jiān)控系統(tǒng)、單向接地選線定位系統(tǒng)及通信系統(tǒng)等組成。通過系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間的數(shù)據(jù)共享、信息交換，來開展對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的控制與監(jiān)督。配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)常規(guī)二次設(shè)備進(jìn)行了替換，系統(tǒng)二次接線得以簡(jiǎn)化，是保障配電網(wǎng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為用戶提供質(zhì)量服務(wù)的重要技術(shù)措施。配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集中表現(xiàn)為五方面的功能：故障管理、配電SCADA、故障管理、配電高級(jí)應(yīng)用及地理信息系統(tǒng)。其中，配電網(wǎng)SCADA同輸電網(wǎng)相類似，只有在數(shù)據(jù)采集內(nèi)容和目的上存在差異，針對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)及用戶，將對(duì)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提供作為目的。一個(gè)完善的配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，不但應(yīng)具備SCADA的三遙功能，還應(yīng)當(dāng)發(fā)揮饋線自動(dòng)化功能，即對(duì)饋線故障識(shí)別、隔離、恢復(fù)的自動(dòng)化。

3.2 配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)

首先，選擇合理的通信方式至關(guān)重要，就現(xiàn)行的通信技術(shù)來講，單純依靠公網(wǎng)GPRS/CDMA或傳統(tǒng)方式，對(duì)于后期的深入應(yīng)用或發(fā)展會(huì)帶來阻礙和瓶頸。因此，系統(tǒng)作用的發(fā)揮必須依靠一種專用的、可靠性的、高效的通信，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的配電網(wǎng)自動(dòng)化。

圖1為單端電源帶負(fù)載系統(tǒng)電路圖，每個(gè)電路元件的正負(fù)序阻抗相等，當(dāng)F點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，相電流為：

式中：EM為系統(tǒng)等效電源三相電勢(shì)，ZS為系統(tǒng)等效電源的阻抗，ZL為被保護(hù)線路的阻抗。

圖1 單端電源帶負(fù)載系統(tǒng)電路圖

如果短路發(fā)生在單端電源帶負(fù)載系統(tǒng)的A、B兩相之間，兩相電流差的有效值的關(guān)系為：

ICA=IBC=I≤IAB=I

B、C兩相發(fā)生短路故障時(shí)，有：

IAB=ICA=I≤IBC=I

C、A兩相發(fā)生短路故障時(shí)，有：

IBC=IBA=I≤ICA=I

從以上式子中可得出如下結(jié)論：對(duì)于單端電源帶負(fù)載系統(tǒng)，不管被保護(hù)的線路出現(xiàn)哪種短路現(xiàn)象，出現(xiàn)短路故障的兩個(gè)相間的電流大小均與三相短路時(shí)單相電流的倍，其它沒有發(fā)生短路的兩相的電流小于出現(xiàn)短路的兩相間的電流，并且短路相間的電流與短路類型無關(guān)。當(dāng)三個(gè)兩相電流差I(lǐng)AB，IBC和ICA中的最大電流小于I時(shí)，系統(tǒng)則發(fā)生保護(hù)動(dòng)作。由于這種保護(hù)不需要短路故障選相，因此它是故障類型自適應(yīng)的。

其次，因配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域和廠家很多，具有一定的復(fù)雜性，因此，要通過系統(tǒng)集成來實(shí)現(xiàn)一個(gè)管用、好用、實(shí)用的自動(dòng)化系統(tǒng)，尋找具備實(shí)力的系統(tǒng)集成企業(yè)十分必要，且在實(shí)際合作當(dāng)中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)和安全關(guān)，做到精益求精，對(duì)各類可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行充分的考慮，從而為系統(tǒng)的正常、可靠運(yùn)行提供保障。

再次，配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先借鑒國(guó)際上先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，依靠試點(diǎn)總結(jié)，來形成適合自身的技術(shù)儲(chǔ)備，且在之后的逐步推廣中完善標(biāo)準(zhǔn)，使其應(yīng)用得到大面積推廣，進(jìn)而促進(jìn)配電網(wǎng)技術(shù)裝備水平的整體提高，為客戶提供更好地服務(wù)。

配電網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)鍵就是饋線自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化的模式主要包括：分布智能模式、集中智能模式、重合器模式和半自動(dòng)化模式。首先，分布職能模式。饋線自動(dòng)化測(cè)控終端具備判斷故障、隔離故障、重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能力，無需主站與通信系統(tǒng)的參與，饋線自動(dòng)化測(cè)控終端能夠自主地與當(dāng)?shù)刂悄芙K端一起判斷、隔離故障。其次，集中智能模式。饋線自動(dòng)化測(cè)控終端把故障信息傳遞至子站或主站，再由子站或主站定位故障，然后下達(dá)命令至有關(guān)的饋線自動(dòng)化測(cè)控終端，實(shí)現(xiàn)故障隔離。第三，重合器模式。饋線自動(dòng)化測(cè)控終端具有識(shí)別故障、隔離故障、重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能力，無需主站與通信系統(tǒng)的參與。最后，半自動(dòng)化模式。半自動(dòng)化模式其實(shí)是一種簡(jiǎn)化的集中智能模式，不過半自動(dòng)化模式需要將故障信息傳送到主站，調(diào)度員綜合分析故障信息與平臺(tái)數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障識(shí)別，進(jìn)而采用相應(yīng)的措施加以處理。

最后，對(duì)于系統(tǒng)中關(guān)鍵的設(shè)備和環(huán)節(jié)需做好運(yùn)行預(yù)案，從而對(duì)配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化有一個(gè)實(shí)時(shí)的掌握。

3.3 配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

依據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃，應(yīng)當(dāng)對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量提高、電網(wǎng)傳輸容量增加的項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)先的安排，通過電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，來使得變壓器容載比盡可能地趨于合理化；城市配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，需要積極應(yīng)用配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)施饋線自動(dòng)化，來縮小停電區(qū)域，縮短故障隔離時(shí)間，促進(jìn)系統(tǒng)互供能力的提升；對(duì)于已經(jīng)成型的配電網(wǎng)絡(luò)需進(jìn)行重合設(shè)備、線路分段設(shè)備的積極合理裝設(shè)，于推廣線路上完成故障指示儀的裝設(shè)，并配備電流接地小型選線裝置、電纜故障尋址器等來對(duì)故障進(jìn)行就地的檢測(cè)，縮短故障點(diǎn)查找時(shí)間，精確故障點(diǎn)查找位置；大量推行10KV配電網(wǎng)的帶電作用。配置帶電作業(yè)車、工器具等，并對(duì)帶電工作過人員進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，從而使得帶電作業(yè)項(xiàng)目范圍不斷擴(kuò)大，且在帶電作業(yè)過程中，應(yīng)當(dāng)確保相關(guān)規(guī)章制度的嚴(yán)格執(zhí)行，確保整個(gè)過程的安

全性。

4 結(jié)束語

配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，作為自動(dòng)化技術(shù)的集中體現(xiàn)，配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用為電網(wǎng)建設(shè)融入了新的科技與活力。隨著技術(shù)的發(fā)展和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，我們有理由相信，配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用必將進(jìn)一步完備，更好地服務(wù)于現(xiàn)代電力事業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]何毅英.探析配電綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2011，36.

[2]許曉鋒.配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)問題初探[J].科技資訊，2010，2.

[3]官興華.淺析配電自動(dòng)化的技術(shù)問題及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)科技博覽，2011，33.

[4]王吉飛.淺談我國(guó)配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化的應(yīng)用技術(shù)[J].現(xiàn)代電力，2009，10.

[5]林君芳.電力配電自動(dòng)化技術(shù)的論述[J].城市建設(shè)理論研究(電子版)，2011，28.