配電自動(dòng)化系統(tǒng)在農(nóng)村電網(wǎng)中的應(yīng)用

摘 要 配電自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的一種重要手段，它不僅可以大大提高配電網(wǎng)調(diào)度、生產(chǎn)管理水平，還可以提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，智能電網(wǎng)帶來(lái)的高質(zhì)量、人性化可以直接感受到電力客戶服務(wù)。近年來(lái)，農(nóng)村電網(wǎng)已由主電網(wǎng)供電，加強(qiáng)農(nóng)村配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用已在農(nóng)村電力保障中取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。為保證安全生產(chǎn)，提高農(nóng)村電力客戶服務(wù)水平、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是配電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要課題。本文分析了農(nóng)村電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞 配電自動(dòng)化系統(tǒng) 農(nóng)村電網(wǎng) 供電可靠性

一、引言

農(nóng)村配電網(wǎng)是整個(gè)電力系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展質(zhì)量與城市電網(wǎng)相比仍然有著很大的差距。農(nóng)村電網(wǎng)多數(shù)是一種單一的輻射電源，具有分支線路多、技術(shù)水平低、抗自然災(zāi)害能力差等特點(diǎn)。因此，要提高農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)水平，增強(qiáng)供電的可靠性和提高運(yùn)營(yíng)管理水平，建設(shè)新型農(nóng)村電網(wǎng)。本文根據(jù)山區(qū)農(nóng)村供電特點(diǎn)，對(duì)山區(qū)農(nóng)村配電自動(dòng)化建設(shè)的發(fā)展思路，圍繞農(nóng)村10kV電源線路、智能真空斷路器、故障指示器、無(wú)線APN網(wǎng)絡(luò)，配電自動(dòng)化主站監(jiān)控和管理中的構(gòu)建與應(yīng)用展開(kāi)研究。

二、農(nóng)村電網(wǎng)存在的問(wèn)題

因?yàn)榇蠖鄶?shù)的農(nóng)村電力線路的供電半徑長(zhǎng)、分支線路多，現(xiàn)有的分段開(kāi)關(guān)和分支開(kāi)關(guān)電流保護(hù)無(wú)選擇或拒動(dòng)，造成線路故障無(wú)法定位和隔離，加上山區(qū)交通不便，很難找到故障區(qū)域，查找時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)度人員只能監(jiān)控變電站的開(kāi)關(guān)狀態(tài)和負(fù)荷情況，線路開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)度人員無(wú)法掌握，支線線路的負(fù)荷情況只能靠經(jīng)驗(yàn)推測(cè)。配電運(yùn)維人員對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀況不明確，系統(tǒng)的滯后直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。每批智能真空斷路器互不兼容，現(xiàn)有的兩類保護(hù)設(shè)備都可以直接發(fā)送短信，而另外兩種保護(hù)設(shè)備卻沒(méi)有發(fā)送短消息的功能。智能真空斷路器的報(bào)警信息只能以短信的形式發(fā)送給調(diào)試運(yùn)維人員，實(shí)時(shí)操作電流、電壓不能發(fā)送。而智能真空斷路器制造商是排他性的，只能獲得工廠設(shè)備，使得人員分布在一個(gè)平臺(tái)上不能掌握所有狀態(tài)信息的線路開(kāi)關(guān)。制造商采用不同的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，使用公共網(wǎng)絡(luò)與主站通信，安全性低、保密性強(qiáng)。智能真空斷路器FTU與主控通信協(xié)議不同，不能滿足統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的要求。隨著新農(nóng)村建設(shè)的不斷發(fā)展，農(nóng)村用電設(shè)備增多，農(nóng)村居民對(duì)供電可靠性、安全性要求越來(lái)越重視。

三、農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)思路

根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，按照三個(gè)步驟來(lái)完成智能化真空斷路器的施工建設(shè)，對(duì)基于硬件的故障指示器，建立一個(gè)移動(dòng)APN網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，為山區(qū)配電自動(dòng)化系統(tǒng)建立一個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)。確定智能配電網(wǎng)管理平臺(tái)的主要功能。農(nóng)村配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)不能照搬現(xiàn)有的城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)方案，從電源點(diǎn)、電源線、通信和管理全過(guò)程考慮，覆蓋所有農(nóng)村供電線路、系統(tǒng)架構(gòu)以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地整合資源，滿足未來(lái)需要的設(shè)備和功能擴(kuò)展。合理選擇智能化真空斷路器和故障指示器的安裝位置，完成現(xiàn)有智能化真空斷路器和故障指示器綜合整治，實(shí)現(xiàn)全覆蓋；完成線路重要分支智能真空斷路器和故障指示器的安裝。大力推廣應(yīng)用智能配電網(wǎng)管理系統(tǒng)，在相關(guān)部門(mén)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)隊(duì)伍、接入設(shè)備、系統(tǒng)應(yīng)用等重要問(wèn)題上逐步完善。

四、方案的典型設(shè)計(jì)

（一）主站系統(tǒng)

配電自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)作為配電設(shè)備的監(jiān)控與管理中心，要能滿足不同廠家智能真空斷路器和故障指示器的需要，該系統(tǒng)具有配電網(wǎng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示等功能。通信協(xié)議統(tǒng)一使用國(guó)家電網(wǎng)公司實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程傳輸協(xié)議規(guī)則，如有必要，可以擴(kuò)展其他協(xié)議?？梢允褂靡苿?dòng)APN專網(wǎng)來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛿?shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

（二）智能真空斷路器和故障指示器

分段開(kāi)關(guān)和重要支路的智能真空斷路器的安裝，是為了防止特殊用戶或分支線路的故障，導(dǎo)致整個(gè)配電線路長(zhǎng)期大面積停電，并減少故障點(diǎn)對(duì)整個(gè)線路的影響。在支路中加入具有無(wú)線通信功能的故障指示器，方便查找故障點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)通信功能的智能真空斷路器設(shè)備和故障指示器，可以將配網(wǎng)線路設(shè)備運(yùn)行信息上傳到監(jiān)控后臺(tái)，通過(guò)APN專網(wǎng)，接入設(shè)備的通信協(xié)議，并根據(jù)無(wú)線通信系統(tǒng)與公司的dl634.5.101-2002遠(yuǎn)程傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息傳輸。智能型真空斷路器與主站通信，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)應(yīng)能進(jìn)行10kV線路信息，包括相電壓、相電流和零序電流，遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制、遠(yuǎn)程設(shè)置、遙信企業(yè)短信通知和其他支持。

故障指示器為低功耗、免維護(hù)、無(wú)線通信，可為拆裝模型充電。其主要用于35kV、10kV線路分支線路和故障點(diǎn)定位的檢測(cè)，包括相間短路和單相接地故障，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)量線電壓和電流（電流數(shù)據(jù)僅供參考，負(fù)荷小，數(shù)據(jù)失真）。故障指示器獨(dú)立設(shè)置，后臺(tái)作為廠站與配電自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)通信，減少了故障指示器的維護(hù)工作量，進(jìn)一步提高了設(shè)備的可靠性。

五、系統(tǒng)的應(yīng)用成效

（一）提升供電的可靠性

在安裝智能真空斷路器或故障指示器之前，對(duì)于所有類型的故障，運(yùn)維檢修人員只能逐段巡視線路，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)檢查和測(cè)試線路絕緣，以便查找故障點(diǎn)的最終位置。傳統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)方法浪費(fèi)人力、效率低、停電時(shí)間長(zhǎng)，惡劣天氣也會(huì)增加調(diào)查工作的難度。配電自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)可以快速、準(zhǔn)確地定位故障位置，并迅速通知相關(guān)人員。故障點(diǎn)識(shí)別隔離后，通過(guò)匹配恢復(fù)遠(yuǎn)程電源，大大提高了工作效率，縮短了停電時(shí)間，提高了山區(qū)供電的可靠性。

（二）提升電壓質(zhì)量

通過(guò)實(shí)時(shí)的電壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)可以提供數(shù)據(jù)支持的電壓質(zhì)量?jī)?yōu)化，可以有效地指導(dǎo)現(xiàn)有無(wú)功功率裝置的投退，新無(wú)功功率裝置的安裝，提高了水電的利用效率，解決了低電壓的情況。

（三）提高了安全性

通過(guò)智能真空斷路器的安裝，減少了主線路故障對(duì)變壓器的影響，提高了變電設(shè)備運(yùn)行的安全性。通過(guò)智能真空斷路器的保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)了電路保護(hù)。智能真空斷路器和故障指示器均安裝在用戶的分界點(diǎn)上，保護(hù)用戶設(shè)備，保證用戶的供電質(zhì)量，并能有效防止電路越級(jí)跳閘。

（四）提升了管理水平

電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)解決了配電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控盲區(qū)長(zhǎng)期缺乏經(jīng)驗(yàn)的問(wèn)題。B/S結(jié)構(gòu)的配電自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)，可以擴(kuò)展到分布低成本的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)，配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)值班人員使用實(shí)時(shí)狀態(tài)瀏覽權(quán)限可以瀏覽線路運(yùn)行和維護(hù)，故障排除。

六、結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合配電公司自動(dòng)監(jiān)控管理系統(tǒng)的建設(shè)，結(jié)合山區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際情況，提出了具體的實(shí)施方案和措施。對(duì)切實(shí)提高當(dāng)前農(nóng)村供電質(zhì)量、智能應(yīng)用水平、配電管理水平，解決渠道廣、施工難度大等關(guān)鍵問(wèn)題，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。希望對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)智能化建設(shè)具有一定的借鑒意義。

（作者單位為國(guó)網(wǎng)四川省電力公司廣安供電公司華鎣供電分公司）

[作者簡(jiǎn)介：崔鍵祥（1983—），男，重慶萬(wàn)州人，本科，工程師，主要從事生產(chǎn)運(yùn)行、輸配電及用電工程工作。]

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