配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性的影響

朱 煒

（廣東集明電力工程有限公司，廣東 東莞 523000）

0 引 言

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，電力工程與系統(tǒng)建設(shè)也逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用。自動(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)建，從而保障了配電網(wǎng)供電運(yùn)行效率及可靠性。配網(wǎng)運(yùn)行故障情況下，可利用配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)故障定位、故障報(bào)警及故障隔離等，從而有效控制事故，為配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化的概念

配網(wǎng)自動(dòng)化是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息技術(shù)、GIS系統(tǒng)、人工智能以及自動(dòng)化技術(shù)等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的合理布局設(shè)置和配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測管理，從而有效控制和避免配電網(wǎng)運(yùn)行故障的發(fā)生，確保配電網(wǎng)供電運(yùn)行的可靠性，促進(jìn)電力系統(tǒng)建設(shè)與管理的提升發(fā)展。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與功能分析

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中的重要應(yīng)用表現(xiàn)。通過配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)供電運(yùn)行的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制，進(jìn)而提升配電網(wǎng)供電運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率，保障了供電可靠性。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)一般包括配電系統(tǒng)、故障自動(dòng)定位系統(tǒng)、調(diào)配一體化平臺(tái)以及自動(dòng)化饋線系統(tǒng)等。

配電自動(dòng)化技術(shù)還可運(yùn)用于配電網(wǎng)的重合器和分段器等重要設(shè)備。其中，重合器是配電自動(dòng)化的重要組成設(shè)備，一般設(shè)置于戶外線路，能對(duì)電路的瞬時(shí)故障進(jìn)行快速恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)永久性故障隔離與自動(dòng)重合閘。配電自動(dòng)化運(yùn)行中，重合器按照設(shè)定的電路分段與重合順序，根據(jù)電路運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)電路的自行開斷與重合操作作業(yè)，并可在自行開斷與重合操作后進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位與閉鎖操作。分段器是配電自動(dòng)化運(yùn)行中具有隔離斷口功能的負(fù)荷開關(guān)功能器件，一般由切除負(fù)荷的滅弧室、隔離刀閘以及控制器等組成，自身不具備開斷短路電流能力，可根據(jù)一定條件進(jìn)行額定電流開合或者短路電流關(guān)合，通常與重合器進(jìn)行配合應(yīng)用，如圖1所示。

圖1 配電線路結(jié)構(gòu)

由圖1可知，如果電流經(jīng)過FD2和FD4時(shí)，分段器保護(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)過流或者是短路永久性事故，可通過控制器記錄后備保護(hù)開斷故障電流的次數(shù)，并通過分段器整定記憶次數(shù)，然后故障電流就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行分閘閉鎖，以實(shí)現(xiàn)故障電流的有效隔離保護(hù)。同時(shí)，分段器動(dòng)作會(huì)促使重合器CH1與CH2與其他沒有故障的線路進(jìn)行重合，以支持配電網(wǎng)線路的正常運(yùn)行。

3 配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性的影響

首先，配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)能通過配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的自動(dòng)化故障定位和自動(dòng)化集中反饋等系統(tǒng)功能，對(duì)配電網(wǎng)供電運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面地監(jiān)測。配電網(wǎng)故障狀態(tài)下，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能準(zhǔn)確查找與定位故障位置，并在向中央控制系統(tǒng)進(jìn)行故障信息及時(shí)反饋基礎(chǔ)上對(duì)故障問題進(jìn)行有效報(bào)警與隔離處置。技術(shù)人員分析故障原因，采用針對(duì)性措施進(jìn)行故障修復(fù)，從而保障供電可靠性。

其次，配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)能通過對(duì)配電網(wǎng)供電運(yùn)行可靠性的維護(hù)，滿足電網(wǎng)用戶的供電需求。同時(shí)有效延長電力保護(hù)設(shè)備的使用壽命，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的配電系統(tǒng)能應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)配置與調(diào)度的自動(dòng)化控制[1]。

最后，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的調(diào)配一體化平臺(tái)能通過對(duì)配電系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)度與配網(wǎng)設(shè)置，滿足電網(wǎng)用戶的電力需求。此外，配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中，調(diào)配一體化平臺(tái)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)供電運(yùn)行效率的改善和提升，并能通過其高寬帶優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)多條配電線路的同時(shí)接入，保障配電網(wǎng)供電可靠性。

以某配電網(wǎng)工程配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的中自動(dòng)化饋線系統(tǒng)為例，系統(tǒng)基于IEEE RB TS BUS6系統(tǒng)，是以饋線出口開關(guān)元件為重合器，其余元件為分段器。該系統(tǒng)運(yùn)行中的元件故障率、負(fù)荷參數(shù)、故障率參數(shù)及饋線長度都以基本設(shè)定參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，分別采用就地控制與集中控制兩種模式。其中，就地控制的重合器第一次重合時(shí)間為15 s，第二次為5 s，相互鄰近的分段器動(dòng)作延時(shí)時(shí)間為7 s，分段器Y時(shí)限為5 s，XL時(shí)限為100 s。分別對(duì)兩種自動(dòng)控制模式與無配電自動(dòng)化條件下的配電網(wǎng)供電運(yùn)行可靠性指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示，兩種自動(dòng)化模式與無配網(wǎng)自動(dòng)化支持下的故障隔離、故障恢復(fù)以及正常送電的運(yùn)行時(shí)間均以集中控制模式最短；而就地控制模式的故障隔離定位與開關(guān)動(dòng)作時(shí)間均優(yōu)于無配網(wǎng)自動(dòng)化支持情況，分別為1 min和2 min。因此，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)可顯著保障配電網(wǎng)供電可靠性。

4 配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)現(xiàn)狀及優(yōu)化措施

由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理、電網(wǎng)線路與設(shè)備故障、供電運(yùn)行環(huán)境較惡劣或者電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與施工建設(shè)不規(guī)范等，導(dǎo)致配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)問題突出，影響配電網(wǎng)供電可靠性。其中，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理表現(xiàn)為當(dāng)前配電網(wǎng)線路規(guī)劃中，多數(shù)農(nóng)村與城鎮(zhèn)地區(qū)仍采用單回路放射式結(jié)構(gòu)模式，導(dǎo)致電網(wǎng)供電運(yùn)行中手拉手聯(lián)絡(luò)功能的線路覆蓋范圍較低，再加上這種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)下配電網(wǎng)線路供電運(yùn)行半徑較大，且易受復(fù)雜地理環(huán)境的影響，從而對(duì)供電可靠性產(chǎn)生不利影響。此外，當(dāng)前我國電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)中，配電網(wǎng)架空線路設(shè)計(jì)較多。這種線路對(duì)外部惡劣環(huán)境的抗干擾能力較低，影響供電可靠性。由于部分線路的同桿架設(shè)設(shè)置不合理，存在同桿次數(shù)過多或者是易受專用線和公用線同桿的影響等，且配電網(wǎng)絡(luò)線路對(duì)分段斷路器設(shè)置過少，容易造成故障情況下停電范圍縮小控制不理想，影響供電可靠性。電網(wǎng)線路與設(shè)備故障對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性的影響表現(xiàn)為當(dāng)前配電網(wǎng)線路設(shè)備維護(hù)管理采用以換代維方式，造成設(shè)備使用時(shí)間較長，存在一定老化情況，容易在惡劣天氣或者是沖擊電流較大情況下發(fā)生燒毀問題，增加配電網(wǎng)供電運(yùn)行的故障發(fā)生率。配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中，一些線路位置設(shè)置不合理，缺乏相應(yīng)警示提醒標(biāo)識(shí)，影響電網(wǎng)供電可靠性。惡劣自然環(huán)境對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性的影響主要表現(xiàn)為配電網(wǎng)工程建設(shè)環(huán)境較為復(fù)雜，尤其是在自然災(zāi)害集中地區(qū)，容易受臺(tái)風(fēng)和地震等影響，發(fā)生電網(wǎng)線路連接中斷、桿塔斷裂或者接地故障等情況[2]。

首先，應(yīng)優(yōu)化完善配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以促進(jìn)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，從而保障配電網(wǎng)供電可靠性。例如，配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中，合理設(shè)置配網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)斷路器數(shù)量，在供電負(fù)荷長期過大的線路上進(jìn)行聯(lián)絡(luò)點(diǎn)設(shè)置，以轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷，調(diào)節(jié)供電壓力。同時(shí)，對(duì)于供電運(yùn)行環(huán)境較差且故障率較高的架空線路，采用電纜線路方式提升供電可靠性。其次，需優(yōu)化配電網(wǎng)的維護(hù)與管理，以促進(jìn)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)水平的提升，保障電網(wǎng)供電可靠性。配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)與管理中，需合理安排計(jì)劃停電，并加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)狀態(tài)檢修的管理。電網(wǎng)線路維護(hù)責(zé)任劃分中，采用設(shè)備主人制方式促進(jìn)責(zé)任落實(shí)，對(duì)配電網(wǎng)故障的處理流程進(jìn)行優(yōu)化，通過“一線一檔案”管理措施實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)故障問題的有效維護(hù)與管理。最后，需引進(jìn)和應(yīng)用先進(jìn)設(shè)備。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中，采用智能分界斷路器與三分?jǐn)嗦菲鞅Ｗo(hù)裝置平臺(tái)等，以保障供電可靠性。

5 結(jié) 論

本文研究了配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性的影響，有利于推動(dòng)配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與發(fā)展，保障電網(wǎng)供電可靠性。