基于配網(wǎng)自動化的供電可靠性提升研究

朱思杰，蒲建宇，曹薇薇

（國網(wǎng)淮北供電公司，安徽 淮北 235000）

配電網(wǎng)是我國電力系統(tǒng)中的重要組成部分，也是電網(wǎng)企業(yè)與電力用戶聯(lián)系的重要途徑。隨著智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展，配電網(wǎng)的供電可靠性應(yīng)逐步提高。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)注重配電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的提升，最大限度的保障供電可靠與安全。通過構(gòu)建并優(yōu)化配網(wǎng)自動化控制，能夠保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，為電力用戶提供高質(zhì)量的電能，降低故障風(fēng)險，推動電力行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

1 概述

1.1 配網(wǎng)自動化簡述

配網(wǎng)自動化實(shí)際上就是對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息通訊技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)的有機(jī)整合應(yīng)用。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)集合了各項(xiàng)現(xiàn)代化技術(shù)的功能優(yōu)勢，提高了配網(wǎng)系統(tǒng)整體的功能性，實(shí)現(xiàn)了24h不間斷的運(yùn)行。

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在建設(shè)后，一旦發(fā)生電力故障問題，工作人員就能夠通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對故障位置的準(zhǔn)確檢測、精準(zhǔn)定位、實(shí)時跟蹤。從而有效降低發(fā)生故障的概率，提高了配電網(wǎng)供電的可靠性與安全性，為人們提供最佳的電力供應(yīng)保障。

1.2 配網(wǎng)自動化對于供電可靠性的意義

1.2.1 自動精準(zhǔn)的定位故障范圍

在傳統(tǒng)的配網(wǎng)中，一旦發(fā)生電力故障，很難對故障發(fā)生的具體位置進(jìn)行精準(zhǔn)的測算與定位。這樣不但影響配網(wǎng)的安全運(yùn)行，還影響電力的正常供應(yīng)。而通過配網(wǎng)的自動化建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)故障定位的精確化，及時的探測到故障的具體范圍，相關(guān)的電力故障維護(hù)人員能夠及時到達(dá)故障現(xiàn)場，進(jìn)行故障消缺。有效縮小故障范圍、節(jié)約故障處理時間，提升配網(wǎng)消缺效率，為廣大的電力用戶提供高效的配網(wǎng)供電服務(wù)。

1.2.2 自動準(zhǔn)確的反饋故障信息

自動化的反饋系統(tǒng)，主要是受中央控制系統(tǒng)的直接控制，它能夠針對較小的電力故障，進(jìn)行自主的故障處理。在配網(wǎng)自動化故障定位的基礎(chǔ)上，建立起功能性的自動化反饋系統(tǒng)。在進(jìn)行自動化故障定位后，對于故障進(jìn)行有效的自動化反饋。通過該自動化的反饋系統(tǒng)，能夠控制好故障發(fā)生的范圍；在故障處理后，通過自動化反饋系統(tǒng)能夠及時將配網(wǎng)恢復(fù)到正常的運(yùn)行狀態(tài)，為配網(wǎng)供電的可靠性提供保障。

2 配網(wǎng)供電不可靠的原因

2.1 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理

目前配電網(wǎng)線路的供電方式仍以單回路放射式為主，尤其是廣大城鎮(zhèn)農(nóng)村地區(qū)，具備手拉手聯(lián)絡(luò)功能的線路覆蓋率不高。部分配電網(wǎng)線路的供電半徑過大，供電路徑的地理環(huán)境復(fù)雜，供電可靠性低。配電網(wǎng)架空線所占比例較高，對于惡劣外部環(huán)境的抗干擾能力差。部分線路同桿架設(shè)的設(shè)置不合理，如同桿回數(shù)過多，受專用線和公用線同桿的影響，在故障處理時擴(kuò)大了停電范圍，增加了停電時間。配電線路上分段斷路器的數(shù)量較少，在處理故障時不能縮小停電范圍。

2.2 線路及設(shè)備故障

線路及設(shè)備故障是影響配電網(wǎng)可靠性的最主要的因素。線路設(shè)備以換代維，使用時間過長，老化現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致線路在遭遇惡劣天氣或者用戶沖擊電流較大時容易燒毀，故障率明顯增加。還有一些線路位置上不合理，警示標(biāo)示不明顯，易受外破和施工的影響。

2.3 惡劣的自然環(huán)境

自然環(huán)境對于配電網(wǎng)的可靠運(yùn)行具有很大的影響。在臺風(fēng)較多的地區(qū)，線路斷線甚至是桿塔斷裂、因樹障引起的接地現(xiàn)象時有發(fā)生。在雷雨較多的地區(qū)，經(jīng)常發(fā)生線路跳閘、避雷器擊穿的故障。在夏季用電高峰時，由于外界環(huán)境溫度過高，線路載流量有限，薄弱部位過熱，燒毀時有發(fā)生。

2.4 設(shè)計及施工不規(guī)范

配電網(wǎng)中架空裸導(dǎo)線對地距離較低，電纜線路采取直埋敷設(shè)，導(dǎo)致配電網(wǎng)線路的抗干擾能力較差。工程施工引起的拉斷電線、挖斷電纜、車輛碰撞電桿的情況長期存在。公用線路上的專用用戶的斷路器仍以跌落保險器為主，部分保險的質(zhì)量較差，甚至部分小企業(yè)用戶不規(guī)范使用鋁線纏繞的方式，在故障發(fā)生時直接導(dǎo)致越級至主干線斷路器跳閘，擴(kuò)大停電范圍。

3 構(gòu)建自動化配網(wǎng)，提升供電可靠性

3.1 優(yōu)化配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

對配電網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行全面優(yōu)化。合理增加配電網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)斷路器的數(shù)量，對于供電負(fù)荷長期過大的線路，通過聯(lián)絡(luò)點(diǎn)轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷，以減輕供電壓力；將部分供電環(huán)境差、故障率高的架空線路改造為電纜線路，提高線路的供電可靠性；對同桿線路進(jìn)行合理的調(diào)整和布置，一是減少同桿線路回數(shù)，二是改變公用線和專用線同桿現(xiàn)狀；對于供電半徑較大的線路，通過新增線路、變壓器布點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)縮小線路故障時的停電范圍。

3.2 優(yōu)化配電網(wǎng)的維護(hù)管理

合理安排計劃停電，加快推進(jìn)配電網(wǎng)的狀態(tài)檢修；基于設(shè)備主人制來劃分配電網(wǎng)線路的維護(hù)范圍，優(yōu)化故障的處理流程，降低現(xiàn)場安全風(fēng)險，針對配電網(wǎng)設(shè)備重復(fù)停電的情況，采取“一線一檔案”的措施，確定隱患故障點(diǎn)，有針對性地消缺處理。

3.3 引用先進(jìn)設(shè)備，推進(jìn)配網(wǎng)自動化

3.3.1 應(yīng)用智能分界斷路器

傳統(tǒng)的配網(wǎng)斷路器，當(dāng)發(fā)生內(nèi)部故障或者用戶不規(guī)范用電時，會造成多級跳閘，越級跳閘，導(dǎo)致主干線接地或者跳閘，大大降低了配電網(wǎng)的可靠性。加快推進(jìn)智能用戶分界斷路器的應(yīng)用，當(dāng)發(fā)生故障時，通過跳開分界斷路器來及時隔離故障點(diǎn)，避免主干線的斷路器跳閘，可以明顯降低對主網(wǎng)供電可靠性的負(fù)面影響。

3.3.2 引用三分?jǐn)嗦菲鞅Ｗo(hù)裝置平臺

通過引進(jìn)三分?jǐn)嗦菲鞅Ｗo(hù)裝置平臺，在現(xiàn)場智能斷路器控制器上安裝GPRS無線數(shù)據(jù)終端模塊，實(shí)時采集開關(guān)狀態(tài)信息量，通過光纖通信網(wǎng)絡(luò)上傳分界化斷路器動作信息到主站端服務(wù)器上。調(diào)度員能及時準(zhǔn)確地獲取分界化斷路器的動作信息，然后第一時間通知搶修人員組織搶修。同時，三分?jǐn)嗦菲鞅Ｗo(hù)裝置平臺還具備短信通知功能，在第一時間將斷路器的動作情況通過短信發(fā)給搶修人員，為故障排查節(jié)省了大量的時間。

3.3.3 引用零序保護(hù)接地選相裝置

當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生接地故障時，傳統(tǒng)的處理方式為調(diào)度員通過逐條試?yán)_定故障線路。由于線路的試?yán)樞蛲Q于調(diào)度員的經(jīng)驗(yàn)，在試?yán)^程中，可能會出現(xiàn)多條非故障線路甚至是專用線被拉開，導(dǎo)致停電范圍擴(kuò)大，故障處理時間增加。通過引入零序保護(hù)接地選相裝置，若接地故障持續(xù)超過整定時間后，則自動閉合接觸器投入電阻，增大故障線路流過的零序電流使相應(yīng)出線保護(hù)動作，利用斷路器跳閘自動切除故障線路。故障線路切除后故障消失，消弧自動退出補(bǔ)償，電阻投切真空接觸器自動斷開退出電阻。相對于逐條試?yán)墓收咸幚矸绞?，零序保護(hù)接地選相裝置的投入明顯減少了配電網(wǎng)母線的接地時間和線路的停電范圍。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國電力行業(yè)的快速發(fā)展，用戶對可靠電能的供應(yīng)要求也在不斷提高。供電系統(tǒng)運(yùn)行安全的可靠也成為了社會關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，要注重對配電網(wǎng)自動化的構(gòu)建，加快提升供電的可靠水平。