自動化開關(guān)設備對配網(wǎng)可靠性的影響研究

黎穎茵

摘 ? 要：配電網(wǎng)作為連接電源與用戶的終端支撐節(jié)點，其自動化水平直接影響著供電可靠性，文章結(jié)合配網(wǎng)可靠性的相關(guān)內(nèi)容，以配網(wǎng)自動化的應用需求和結(jié)構(gòu)組成為依據(jù)，來闡釋自動化開關(guān)設備對于配網(wǎng)可靠性的具體影響，進而探究優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)可靠性;自動化開關(guān)設備;分段器;自動重合器

近年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的逐漸提升，生產(chǎn)、生活用電的規(guī)模和數(shù)量均呈現(xiàn)高速增長的態(tài)勢，現(xiàn)代社會對于電能的需求量和依賴度越來越大，對于配網(wǎng)能夠安全、平穩(wěn)、可靠的供電也提出了更高的要求。配網(wǎng)作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其設備先進性和自動化水平是影響供電安全與可靠性的核心要素。目前，在電力體制改革和技術(shù)革新的推動下，配電網(wǎng)的自動化建設水平得以優(yōu)化，但是因為技術(shù)落后、管理失當，配網(wǎng)可靠性水平仍然堪憂。根據(jù)實踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，80%以上的供電事故均源于配網(wǎng)的故障問題。為此，以配網(wǎng)可靠性指標要求為引領，通過自動化開關(guān)設備來提升配網(wǎng)自動化水平，對于提升配網(wǎng)供電可靠性具有重要的影響。

1 ? ?配網(wǎng)可靠性的相關(guān)內(nèi)容

配網(wǎng)作為聯(lián)系電源與用戶的終端環(huán)節(jié)，其可靠性是影響供電質(zhì)量與安全的關(guān)鍵指標，對于用戶安全用電需求、供電企業(yè)經(jīng)濟效益等均有重要的影響性，是國際配網(wǎng)建設和管理中應用最廣泛、最核心的指標，彰顯了“人民電業(yè)為人民”的電力服務宗旨[1]。目前，在衡量配電網(wǎng)可靠性時，用戶平均停電時間是國際通用的指標之一，為有效銜接國際水平，我國也將其定位配網(wǎng)可靠性優(yōu)化管理的主要內(nèi)容。隨著配網(wǎng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴展，要規(guī)避停電事故、提升可靠性，需要堅強的主網(wǎng)、配電網(wǎng)網(wǎng)架和靈活的配網(wǎng)接線方式，卓越的停電管理水平以及先進的配電網(wǎng)裝備技術(shù)水平，因此，配電網(wǎng)的自動化建設成為必然需求

配電網(wǎng)網(wǎng)絡規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復雜、設備組成多樣，為此，其可靠性水平受諸多因素的影響，增加了其評估和優(yōu)化難度。為此，如何找準配網(wǎng)可靠性核心指標要素，把控用戶的安全用電需求，是針對性地進行配網(wǎng)自動化建設的基礎和前提。通常，配網(wǎng)可靠性主要受停電時間、停電頻率等不同因素影響，在配網(wǎng)自動化建設中應該以不同的指標來衡量配網(wǎng)可靠性，并進行優(yōu)化性建設。根據(jù)理論與實踐經(jīng)驗，目前，配網(wǎng)可靠性指標主要分為負荷點和系統(tǒng)兩類指標，前者主要用于測度單個負荷點的可靠性，具體可用負荷點平均故障率、平均停電持續(xù)時間、平均停電時間;而后者則是針對配網(wǎng)整體進行的可靠性測評，涵蓋了系統(tǒng)平均停電頻率、平均停電持續(xù)時間、用戶平均停電頻次、用戶平均停電持續(xù)時間。鑒于配網(wǎng)以用戶安全用電需求為服務宗旨，本文將以后兩者為研究重點，其中，用戶平均停電頻次是指一年內(nèi)全部用戶累計停電次數(shù)除以用戶人數(shù)，公式為：

2 ? ?基于自動化開關(guān)設備的配網(wǎng)自動化建設

2.1 ?配網(wǎng)自動化建設的需求

配網(wǎng)涵蓋了架空線路、桿塔、電纜、變壓器、隔離開關(guān)、無功補償裝置等各類設備，其功能的多元化決定了設備種類和數(shù)量的多樣性[2]，且因為運行環(huán)境多為室外的環(huán)境，受多種因素干擾，加之配網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡的復雜性，極易引發(fā)各類故障的頻發(fā)。結(jié)合上述分析可知，配網(wǎng)可靠性是確保用戶安全用電、電力企業(yè)經(jīng)濟效益的基礎支撐，為提升配網(wǎng)可靠性，實現(xiàn)安全穩(wěn)定供電，需要定期對配網(wǎng)進行故障的自動化檢測、排查和處理。但是因為配網(wǎng)線設備繁雜、線路較長，傳統(tǒng)的人工故障檢測和排查方法不僅耗時耗力，且效率和檢測準確度較差。為此，依托于計算機技術(shù)、電子通信技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)等，整合和利用分段器、自動重合器等自動化開關(guān)設備，進行配電網(wǎng)自動化建設，可實時、智能化地檢測配網(wǎng)可靠性運行狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)、定位故障，并通過自動隔離快速進行故障處理?？梢姡谧詣踊_關(guān)設備的配網(wǎng)自動化建設，不僅能夠彌補人工故障檢測勞動強度大、故障處理慢的缺點，而且在故障定位準確性和處理效率上更勝一籌。

2.2 ?自動化開關(guān)設備的構(gòu)成

集中饋線自動化系統(tǒng)作為配網(wǎng)的重要構(gòu)成，是監(jiān)測配網(wǎng)運行可靠性的應用支撐，主要利用計算機、網(wǎng)絡通信技術(shù)來實時采集配網(wǎng)故障數(shù)據(jù)、反饋故障問題。一旦配網(wǎng)可靠性發(fā)生問題，將自動進行故障定位、隔離和處理，以快速掌控故障維護時間，控制停電事故發(fā)生率。而這一功能的實現(xiàn)是通過重合器、柱上斷路器、分段器等自動化開關(guān)設備，來實現(xiàn)配網(wǎng)故障的自動隔離和恢復非故障區(qū)的供電，為此，對于配網(wǎng)可靠性影響最大的自動化開關(guān)設備包含如下幾類。

2.2.1 ?重合器

重合器自動化開關(guān)設備配置了故障自動判定和隔離的功能，且布設和應用方式靈活多樣，可便捷地安裝至戶外柱上，且不受配網(wǎng)惡劣的運行環(huán)境影響。通常，配網(wǎng)主干線上多利用重合分段器進行串并聯(lián)配合，分支線的故障診斷設備以分類器為支撐，線路故障則由重合器結(jié)合保護，配合要求自動動作。兩條線路、兩個電源聯(lián)絡以三開關(guān)四分段更為合理，其對于配網(wǎng)供電負荷分配、自動化故障檢測、保護定值和一二次設備的配合具有重要影響。據(jù)此，重合器該種功能勢必會促進配網(wǎng)自動化水平提高，從而更好地滿足配網(wǎng)可靠性的檢測需求。

2.2.2 ?柱上斷路器

柱上斷路器自動化開關(guān)設備在配網(wǎng)故障時，可自動分閘。雖然對于過電流脫落依賴性強，且無法選擇保護配合，然而其具有遙控功能，配網(wǎng)設備故障的信號可經(jīng)由FTU直接傳送至監(jiān)控室，經(jīng)由對比再發(fā)出指令，由變電站開關(guān)執(zhí)行故障跳閘操作。該設備需要融合計算機、通信系統(tǒng)，應用投入較高，依賴于計算機系統(tǒng)，故障處理的速率可能受多種因素的影響。

2.2.3 ?分段器

分段器自動化開關(guān)設備與其他的分類器比較，體現(xiàn)出更優(yōu)的自動化功能，可自動接收配電網(wǎng)傳輸?shù)碾娦盘枴⒆詣友訒r合閘，并可根據(jù)停電的時間來快速判定故障。但因為分段器為負荷開關(guān)，無法斷開短路故障電流。一般，在配網(wǎng)線路發(fā)生故障時，可利用斷路器跳閘，再依據(jù)預設的時間自動合閘，在合閘至故障線路時，自動分閘并鎖閉不再合閘，該設備的故障診斷配合能力較優(yōu)。

3 ? ?自動化開關(guān)設備對配網(wǎng)可靠性的影響分析

3.1 ?自動化準確定位故障

配網(wǎng)一旦發(fā)生故障，會造成停電事故，但傳統(tǒng)電網(wǎng)無法快速、準確進行故障定位，影響了故障處理的及時性，這將從根本上影響配網(wǎng)可靠性，造成無法正常供電。在配網(wǎng)自動化建設的逐步推進下，各類自動化開關(guān)設備被引入，能夠自主定位和測算故障位置。在配網(wǎng)發(fā)生故障時，利用這些設備便可快速測定故障發(fā)生的相關(guān)范圍，且準確性較高。在找準故障位置后，配網(wǎng)管理維修人員便可快速展開搶修、維護工作，節(jié)省故障定位、檢測的時間，為故障的及時搶修提供更充足的時間，以從根本上提升配網(wǎng)可靠性維護的效率，實現(xiàn)配網(wǎng)安全供電。

3.2 ?優(yōu)化配網(wǎng)可靠性供電性

自動化開關(guān)設備作為配網(wǎng)自動化建設的核心支撐，可快速定位、診斷和處理故障，在促進配網(wǎng)可靠性供電上具有重要的效用，尤其自動化反饋系統(tǒng)是配網(wǎng)可靠性運行監(jiān)測的基礎。在相關(guān)設備完成故障定位后，需要對故障信息進行自動化反饋和跟蹤處理，而自動化反饋系統(tǒng)正迎合了上述需求[3]。從實踐來看，由分段器、重合器等自動化開關(guān)設備組成的自動化反饋系統(tǒng)，可實現(xiàn)配網(wǎng)的自動化一體化控制，能夠及早發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)的早期故障，準確查找故障點位置，自主控制故障擴散范圍，并在故障定位后，通過應急維護措施，在短時間內(nèi)將配網(wǎng)恢復至正常運行狀態(tài)，由此提升故障診斷、判定的效率，為配網(wǎng)可靠性供電提供有效保障。

4 ? ?結(jié)語

配網(wǎng)可靠性是衡量供電質(zhì)量與水平的核心指標，體現(xiàn)了配網(wǎng)建設、管理水平，直接影響用電安全性和供電企業(yè)經(jīng)濟效益。但是在大規(guī)模、高負荷的用電需求驅(qū)動下，加之配網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜、設備構(gòu)成多樣，很容易產(chǎn)生可靠性問題，此時，引入自動化開關(guān)設備來優(yōu)化配網(wǎng)自動化水平，以快速、準確進行故障檢測、定位與隔離，可確保配網(wǎng)持續(xù)安全供電，降低故障損失，這對于提升配網(wǎng)可靠性水平、滿足用戶安全用電需求具有重要的現(xiàn)實意義。

[參考文獻]

[1]魏萍宏.探析配網(wǎng)自動化對供電可靠性的影響及對策[J].建材與裝飾，2019（5）：238-239.

[2]羅家杰.配電網(wǎng)自動化建設與配網(wǎng)運行管理探討[J].科技與創(chuàng)新，2018（16）：113-114.

[3]陳東新，武志剛.配電自動化終端布點優(yōu)化的動態(tài)規(guī)劃研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2017（12）：1-8.