基于現(xiàn)狀網(wǎng)架的配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)研究

梁顯光

[摘 ?要]配網(wǎng)自動(dòng)化是以一次網(wǎng)架和設(shè)備為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)的監(jiān)測與控制，為配電網(wǎng)的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效提供技術(shù)支持。配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)以提高供電可靠性、改善供電質(zhì)量、提升運(yùn)行管理水平為目的，根據(jù)本地區(qū)配電網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展需求分階段、分步驟實(shí)施，逐步完善與推廣。

[關(guān)鍵詞]配網(wǎng)自動(dòng)化、電壓時(shí)間型、自動(dòng)化開關(guān)、分界負(fù)荷開關(guān)

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0111-01

1 電網(wǎng)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 電網(wǎng)現(xiàn)狀

目前，轄區(qū)共有220kV公用變電站3座，110kV公用變電站13座。10kV公用線路188回，其中架空線路（含混合線路）135回，電纜線路53回。10kV公用線路環(huán)網(wǎng)率97.87%，可轉(zhuǎn)供電率93.08%，線路總長度為1887千米，其中電纜線路650千米，架空線路1237千米。

已投運(yùn)公用自動(dòng)化設(shè)備552套，覆蓋10kV線路139回，自動(dòng)化覆蓋率為73.9%，具備自動(dòng)化保護(hù)功能的線路101回，覆蓋率為53.7%。其中，架空主干線電壓時(shí)間型自動(dòng)化開關(guān)共145套，架空型分界負(fù)荷開關(guān)共118套，DTU 5套，二遙架空型故障指示器284套。

1.2 存在問題

配網(wǎng)自動(dòng)化未實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，故障隔離仍靠人工巡視發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，受限于線路長度、設(shè)備多少和其它客觀因數(shù)，故障隔離恢復(fù)非故障區(qū)域供電時(shí)間存在不確定性，存在隔離時(shí)間過長或未能找到故障點(diǎn)的問題，直接影響了電網(wǎng)可靠性和客戶滿意度。

部分鎮(zhèn)區(qū)只有1座110kV變電站供電，且站間聯(lián)絡(luò)線路過少。西部新城規(guī)劃區(qū)域負(fù)荷增長較快，該片區(qū)原有變電站已重載且沒有出線間隔，不滿足負(fù)荷發(fā)展。如該變電站失壓，則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)片區(qū)絕大部分用戶停電。

城網(wǎng)接2000戶以上的線路共17回，停電超過30分鐘將引起四級事件。停電敏感度高的絕大部分負(fù)荷均接在架空線路支線上，如若支線發(fā)生故障，無法轉(zhuǎn)供電而導(dǎo)致法律風(fēng)險(xiǎn)事件和影響客戶服務(wù)體驗(yàn)。

2 自動(dòng)化建設(shè)目標(biāo)與思路

2.1線路主干層及重要分支層實(shí)現(xiàn)故障就地隔離及非故障段的自愈;分支層故障不影響非故障支線，故障區(qū)域（線段）自動(dòng)定位;用戶故障不出門;自動(dòng)化設(shè)備按三遙建設(shè)，具備條件時(shí)實(shí)現(xiàn)遙控功能;原則上線路故障自愈后減供客戶數(shù)不超過1000戶。

2.2以電壓時(shí)間型的就地饋線自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)開展配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)工作，自動(dòng)化設(shè)備按三遙建設(shè)，實(shí)現(xiàn)二遙功能，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)三遙功能，自動(dòng)化設(shè)備信號上送至主站作輔助分析決策。配電線路的自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)與一次網(wǎng)架改造同步進(jìn)行。對可靠性影響較大的線路，因客觀條件近期無法改造的，可結(jié)合長遠(yuǎn)網(wǎng)架及自動(dòng)化建設(shè)優(yōu)先對開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)化改造，三年逐步實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)線路自動(dòng)化建設(shè)目標(biāo)。2018年，區(qū)域內(nèi)10kV公用線路全部具備自動(dòng)化開關(guān)保護(hù)功能，10kV線路全部達(dá)到原則目標(biāo)，年故障停電時(shí)間下降到0.18小時(shí)以內(nèi)。

3 現(xiàn)狀網(wǎng)架改造原則

（一）架空線路：主干線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的三分段，線路實(shí)際分段數(shù)不宜超過五分段，實(shí)現(xiàn)故障就地隔離及非故障段的自愈。支干層多于10戶的支線可根據(jù)實(shí)際情況成環(huán)。逐步解決主干線掛燈籠問題，優(yōu)先通過新建支線轉(zhuǎn)移燈籠負(fù)荷，不具備條件的，應(yīng)對燈籠負(fù)荷安裝分界斷路器以防止用戶故障出門?；旌暇€路改造參照架空線路原則。

（二）電纜線路：原主干層上的公用屬設(shè)備可保留或改造成主干配，但主干層上環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)原則上不超過4個(gè)，原主干層上用戶設(shè)備應(yīng)調(diào)整至支干層，實(shí)現(xiàn)故障就地隔離及非故障段的自愈。

（三）單回線路客戶超過2000戶，首選通過配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，其次通過合理的負(fù)荷切割來避免配電網(wǎng)四級事件的發(fā)生。用戶設(shè)備進(jìn)主環(huán)，建議優(yōu)先將用戶設(shè)備在主干層中剔除，接于支干層，禁止新建用戶設(shè)備串進(jìn)主干層。

（四）多聯(lián)絡(luò)接線涉及的各線路均進(jìn)行自動(dòng)化建設(shè)，但只考慮實(shí)現(xiàn)其中兩回線路的故障自動(dòng)隔離與自愈配合。原有自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)結(jié)合建設(shè)原則加以利用，未達(dá)報(bào)廢年限的設(shè)備不應(yīng)整體更換。

（五）逐步解決線路并柜出線問題，變電站公線并柜出線間隔保留一回公線，此公線上建設(shè)主干配，另一回公線（專線）調(diào)整至主干配出線，作為支干層或負(fù)荷層。變電站并柜專線逐步將其中一回調(diào)整至附近開關(guān)站或主干配出線。原則上新用戶接入不考慮變電站并柜出線供電方案。

4 功能實(shí)現(xiàn)

4.1 電壓時(shí)間型分段開關(guān)

依據(jù)電壓時(shí)序邏輯檢測，與變電站出口開關(guān)一次重合閘配合，完成故障區(qū)段判斷隔離，通過主站系統(tǒng)遙控，完成非故障區(qū)段恢復(fù)供電。具體實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生后，變電站開關(guān)保護(hù)跳閘一次重合閘后，線路分段開關(guān)逐級開合，合至故障點(diǎn)后，保護(hù)再次跳閘，主站遙控恢復(fù)非故障區(qū)域供電，可根據(jù)電網(wǎng)現(xiàn)狀設(shè)置環(huán)網(wǎng)時(shí)聯(lián)絡(luò)開關(guān)投入與否。

4.2 用戶分界開關(guān)

用戶支線發(fā)生接地時(shí)，自動(dòng)切除用戶區(qū)內(nèi)單相接地故障，分界開關(guān)自動(dòng)識別接地故障后直接分閘。相間短路故障發(fā)生后，自動(dòng)切除用戶區(qū)內(nèi)短路故障，變電站保護(hù)動(dòng)作跳閘，變電站重合后相鄰線路恢復(fù)供電。用戶分界開關(guān)選配通訊模塊后，可通過信道主動(dòng)上送故障信息和線路狀態(tài)信息，快速定位故障地，同時(shí)可以成為具備保護(hù)功能的遠(yuǎn)方終端實(shí)現(xiàn)“三遙”，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。

5 建設(shè)模式

按照實(shí)際業(yè)務(wù)需求的不同，配電自動(dòng)化的建設(shè)模式可分為運(yùn)行監(jiān)測型和控制型。

5.1 運(yùn)行監(jiān)測型

以及時(shí)定位配電網(wǎng)故障，監(jiān)視配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)為主要目的的配電自動(dòng)化建設(shè)模式。

具備完整的配電主站、終端及通信通道，通過具有遙信、遙測功能的配電終端，將配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)及故障信號及時(shí)上傳配電主站。

5.2 控制型

以實(shí)現(xiàn)故障快速隔離與供電恢復(fù)為主要目的的配電自動(dòng)化建設(shè)模式。根據(jù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段的不同，可分集中控制型和就地控制型兩種基本模式，具體實(shí)施時(shí)可采用二者結(jié)合的混合模式。

5.2.1集中控制型

具備完整的配電自動(dòng)化主站、終端及通信通道。通過配電終端與配電主站的雙向通信，根據(jù)實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)和配電設(shè)備的運(yùn)行信息及故障信號，由配電主站自動(dòng)計(jì)算或輔以人工方式遠(yuǎn)程控制開關(guān)設(shè)備投切，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化、故障快速隔離與供電恢復(fù)。

5.2.2就地控制型

就地控制型主要包括智能分布式、就地重合式和級差保護(hù)式三種基本方式：

（1）智能分布式

通過現(xiàn)場配電終端或保護(hù)裝置間相互通信實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能。

（2）就地重合式

通過變電站出線開關(guān)與線路上的配電自動(dòng)化開關(guān)間的邏輯配合實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能，其技術(shù)手段包括電壓-時(shí)間邏輯配合、電壓-電流-時(shí)間配合等方式。

（3）級差保護(hù)方式

變電站帶電流保護(hù)的出口開關(guān)與分段斷路器或分支線路斷路器間電流保護(hù)配合實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能。采用這一建設(shè)模式時(shí)，應(yīng)充分考慮各級保護(hù)的時(shí)間配合，保證電流保護(hù)的選擇性。一般情況下每回10kV配電線路可配置2級電流保護(hù)（含變電站10kV出線斷路器）。

結(jié)束語

配網(wǎng)自動(dòng)化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。從本地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合網(wǎng)架存在問題，朝著合理投資，逐步改善的原則出發(fā)，綜合考慮近期與遠(yuǎn)期，進(jìn)一步使配電網(wǎng)建設(shè)先進(jìn)、通用、標(biāo)準(zhǔn)的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，對電力市場的發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 《珠海供電局配網(wǎng)網(wǎng)架和自動(dòng)化規(guī)劃原則（試行）》 珠海供電局.

[2] 《國內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化綜述》 徐臘元.

[3] 《配電自動(dòng)化電壓型設(shè)備功能淺述》 金豪文.