淺析電力自動(dòng)化中的配電網(wǎng)自動(dòng)化

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展以及我國電力事業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在供電企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用及發(fā)展。文章主要結(jié)合個(gè)人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)電力自動(dòng)化中配網(wǎng)自動(dòng)化進(jìn)行簡要的分析。

【關(guān)鍵詞】供電企業(yè)；自動(dòng)化；應(yīng)用技術(shù)

1.配電網(wǎng)自動(dòng)化模式及方案

1.1饋線自動(dòng)化模式

就地控制模式，即利用重合器加分?jǐn)嗥鞯姆绞綄?shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控模式，即設(shè)立控制中心，饋線上各個(gè)自動(dòng)終端采集的信息通過一定的通信通道遠(yuǎn)傳回主站。在有故障的情況下， 由主站根據(jù)采集的故障信息進(jìn)行分析判斷，切除故障段并實(shí)施恢復(fù)供電的方案。就地與遠(yuǎn)方監(jiān)控混合模式， 采用斷路器， 智能型負(fù)荷開關(guān)， 并且各自動(dòng)化開關(guān)具有遠(yuǎn)方通信能力。這種方案可以及時(shí)、準(zhǔn)確地切除故障，恢復(fù)非故障段供電，同時(shí)還可以接受遠(yuǎn)方監(jiān)控，配電網(wǎng)高度可以積極參與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整和非正常方式下的集中控制。

1.2通信方案

配電網(wǎng)自動(dòng)化的通信主要包括了主站對(duì)子站、主站對(duì)現(xiàn)場終端、子站對(duì)現(xiàn)場終端、子站之間、現(xiàn)場終端之間的通信等廣義的范圍。通信是實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，區(qū)域不同、條件不同，通信方案也多種多樣，主要有光纖、有線電纜、電力載波、微波、擴(kuò)頻等，但就目前配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)不夠成熟的情況下，采用混合通信方案是比較符合實(shí)際的原則。

1.3變電站主斷路器與饋線斷路器配合方案

由變電站自己出線保護(hù)開關(guān)和饋線開關(guān)相互配合，并由兩個(gè)電源形成環(huán)網(wǎng)供電方案。也就是說優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，推行配電網(wǎng)“手拉手”， 同時(shí)變電站自己出線保護(hù)開關(guān)本身具有多次重疊功能，重合命令主要由微機(jī)控制，線路開關(guān)具有自動(dòng)操作和遙控操作功能，開關(guān)具有自動(dòng)操作和遙控操作功能，遠(yuǎn)動(dòng)裝置，事故信息、監(jiān)控系統(tǒng)由微機(jī)一次完成。設(shè)備與線路故障由主站系統(tǒng)判斷，確認(rèn)故障范圍后，發(fā)令使故障段開關(guān)斷開。

1.4自動(dòng)重合器方案

這個(gè)方案是將兩電源連接的環(huán)網(wǎng)分成有限段數(shù)， 同時(shí)每段線路由相鄰的兩側(cè)重合器作保護(hù)。發(fā)生故障時(shí)，由上一級(jí)重合器開斷故障，盡可能避免由變電站斷路器進(jìn)行分合。當(dāng)任一段故障時(shí)，應(yīng)使故障段兩端重合器分?jǐn)?，?duì)故障進(jìn)行隔離，線路分支線故障由重合器與分?jǐn)嗥鲃?dòng)作次數(shù)相配合來切除。

1.5自動(dòng)重合分段器方案

每一段發(fā)生事故應(yīng)由自動(dòng)重合分段器根據(jù)發(fā)生關(guān)合故障的時(shí)間來判斷。這個(gè)方案在時(shí)間的設(shè)置上，則應(yīng)該保證變電站里面斷路器跳開后，線路斷路器再延時(shí)進(jìn)行斷開操作。繼而變電站內(nèi)斷路器進(jìn)行重合，確保從電源側(cè)向負(fù)荷側(cè)送電，當(dāng)故障點(diǎn)得到解決時(shí)，變電站內(nèi)的斷路器再次跳開，與此同時(shí)故障點(diǎn)兩側(cè)線路斷路器將故障段鎖定斷開，保障再次送電成功。

2.當(dāng)前配電網(wǎng)自動(dòng)化的現(xiàn)狀

配電網(wǎng)的自動(dòng)化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化里的一個(gè)龐大而復(fù)雜的、綜合性相當(dāng)高的系統(tǒng)性工程，它包含了電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對(duì)用戶的供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運(yùn)行費(fèi)用的觀點(diǎn)來看，配電自動(dòng)化是一個(gè)統(tǒng)一的整體。目前實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化大體有以下幾種方式：在10kV輻射線路或樹狀線路采用重合器、分段器方式。由于不需配置通道和主站系統(tǒng)，依靠重合器和分段器自身的功能進(jìn)行線路故障時(shí)的故障隔離和恢復(fù)供電，因而實(shí)施比較容易，投資較節(jié)省。在10kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡(luò)中采用重合器， 配合環(huán)網(wǎng)柜實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。在10kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡(luò)里采用環(huán)網(wǎng)柜加裝FTU并設(shè)置配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，環(huán)網(wǎng)柜可以是戶內(nèi)的，亦可以是戶外式?；谶@種配電網(wǎng)絡(luò)，目前我們采用的配電自動(dòng)化方式首先是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造，形成多個(gè)環(huán)網(wǎng)，使每一用戶有兩個(gè)供電源。

3.配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用原則

3.1逐步完善的原則

配電網(wǎng)自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合性系統(tǒng)工作，最基本的條件是應(yīng)具有較為完善的多路電源的配電網(wǎng)點(diǎn)，涉及到城市建設(shè)，配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，設(shè)備選擇等一系列繁雜的系統(tǒng)工程，內(nèi)容豐富，技術(shù)性強(qiáng)。對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展則應(yīng)實(shí)行分期、分階段進(jìn)行工程實(shí)施。在工程實(shí)施的第一階段，也就是變電站出線以自動(dòng)重合閘作保護(hù)，線路上裝多組自動(dòng)配電開關(guān)，同時(shí)建立電壓控制系統(tǒng)。第二階段在第一階段的基礎(chǔ)上，增設(shè)通信及控制設(shè)備，對(duì)各分支線自動(dòng)配電開關(guān)實(shí)現(xiàn)控制，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)配。第三階段建設(shè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)和相應(yīng)的通信系統(tǒng)，將各點(diǎn)信息傳送到配網(wǎng)調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制及信息的自動(dòng)處理，達(dá)到完善的配電自動(dòng)化。

3.2采用電流控制式的原則

因?yàn)橹睾蠑嗦菲鞒３?huì)有合分操作和瞬時(shí)性故障時(shí)自動(dòng)重合，導(dǎo)致配電開關(guān)頻繁動(dòng)作，致使電力設(shè)備安全可靠性大大降低，影響設(shè)備的使用壽命。此外，由于自動(dòng)配電開關(guān)有一瞬間的合閘延時(shí)時(shí)間，如果在故障時(shí)并聯(lián)組數(shù)較多的線路，最末級(jí)合閘要延遲的時(shí)間多達(dá)幾十分鐘，這樣合閘時(shí)間將大于故障判斷時(shí)間，所以影響供電的連續(xù)性。

3.3適應(yīng)性原則

（1）適應(yīng)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)條件的原則。結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況以解決配電網(wǎng)的實(shí)際問題和符合供電安全可靠性以及用戶的要求為主要目的，將有限的資金合理地投入配網(wǎng)自動(dòng)化中去。

（2）適應(yīng)配電網(wǎng)發(fā)展的原則。發(fā)展的配電網(wǎng)，更需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并逐步向智能配電網(wǎng)過渡。

（3）適應(yīng)定時(shí)限保護(hù)的原則。采取定時(shí)限的保護(hù)方式采用電流階梯和時(shí)間階梯重合，使得上下級(jí)保護(hù)配合更加方便、協(xié)調(diào)。

4.配電網(wǎng)自動(dòng)化的要求

配電網(wǎng)的自動(dòng)化是以實(shí)時(shí)方式就地或遠(yuǎn)程操作對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、調(diào)節(jié)、控制和事故處理的系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)，它目的在于確保配電網(wǎng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)送電能，降低電能損耗、快速處理、提高供電安全可靠性。它應(yīng)當(dāng)滿足以下幾方面的要求：

（1）通過系統(tǒng)監(jiān)測功能及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶電能計(jì)量表故障，防止偷電竊電，避免用電量白白損失。具備比較完善的、可識(shí)別故障電流的、適合室外惡劣環(huán)境的故障控制器， 具備可靠的、高速率的通訊，以及實(shí)現(xiàn)斷路器遠(yuǎn)程操作控制。

（2）能通過系統(tǒng)監(jiān)測功能及時(shí)計(jì)算線路線損，使線路能在最佳的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。系統(tǒng)的電量控制和功率控制可促進(jìn)電費(fèi)回收。配電網(wǎng)自動(dòng)化的主站系統(tǒng)應(yīng)該具備擴(kuò)充性和開放性2種功能，主站軟件功能要改進(jìn)和完善，硬件上有足夠的處理速度和裕度。

（3）通過實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)， 詳細(xì)監(jiān)測每條線路上的負(fù)荷運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)防不安全因素，消除事故安全隱患，提高配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

5.配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施中應(yīng)注意的問題

（1）因?yàn)榕潆娊K端設(shè)備中的電源用于控制開關(guān)動(dòng)作，正常情況下應(yīng)從線路中獲取，所以線路發(fā)生故障后，后備電源應(yīng)具有較高的可靠性。

（2）在實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化后， 大大降低了工作人員的工作強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，使工作人員能更加全面快捷地掌握網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，這樣供電企業(yè)才能創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。配電網(wǎng)自動(dòng)化工程的實(shí)施推廣，改變了供電企業(yè)配電網(wǎng)傳統(tǒng)的運(yùn)行管理模式，同時(shí)這也對(duì)運(yùn)行人員提出了較高的要求。

（3）配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施所要涉及的部門很多，投資金額大，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，因此配電網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)劃是必不可少的，必須結(jié)合當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)發(fā)展的實(shí)際情況制定合理的發(fā)展規(guī)劃，擬定詳細(xì)的切實(shí)可行的配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施計(jì)劃，整體布局考慮，分期分批實(shí)施，同時(shí)要和供電企業(yè)內(nèi)部信息化建設(shè)相協(xié)調(diào)。

（4）由于配電線路設(shè)備復(fù)雜的戶外運(yùn)行環(huán)境， 對(duì)開關(guān)設(shè)備、配電終端設(shè)備等等提出了更高的要求，實(shí)施過程中必須考慮雷爆區(qū)、雨淋和潮濕、低溫和高溫工作、風(fēng)沙、腐蝕、振動(dòng)、電磁干擾等因素的影響，在開關(guān)的外絕緣材料、電子設(shè)備的設(shè)計(jì)、元器件的篩選等方面應(yīng)綜合考慮其性價(jià)比。