配網(wǎng)自動化開關(guān)對供電可靠性的影響研究

摘要：從配網(wǎng)自動化開關(guān)的結(jié)構(gòu)與功能出發(fā)，分析了配網(wǎng)自動化開關(guān)對供電可靠性的影響，結(jié)合配網(wǎng)自動化開關(guān)誤動、拒動等問題，提出提升配網(wǎng)自動化開關(guān)穩(wěn)定性的關(guān)鍵措施，為配網(wǎng)自動化建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：自動化開關(guān);供電可靠性;穩(wěn)定性;優(yōu)化措施

1 配網(wǎng)自動化開關(guān)的結(jié)構(gòu)與功能

自動化開關(guān)是配電自動化的重要組成部分，有利于提高配網(wǎng)供電的安全性和可靠性，使配網(wǎng)能夠高質(zhì)量、高效率地完成輸配電任務(wù)。目前我國自動化開關(guān)主要包括智能柱上斷路器、智能柱上負(fù)荷開關(guān)等，可有效地實現(xiàn)與主站的通信和自動化饋線控制。

（1）智能柱上斷路器主要負(fù)責(zé)配網(wǎng)運行過程中的自動化保護(hù)，通過控制單元斷路器和保護(hù)單元斷路器有效切斷超負(fù)荷電流、零序電流等，避免出現(xiàn)過流導(dǎo)致的燒毀、熔斷等問題。

（2）智能柱上負(fù)荷開關(guān)主要負(fù)責(zé)配網(wǎng)運行過程中的負(fù)荷調(diào)控，通過系統(tǒng)中的負(fù)荷開關(guān)和線路中的真空斷路器有效切斷相間短路電流、零序電流等，控制開關(guān)的分合。此外，配套控制器具有完善的無線通信功能，用戶可遠(yuǎn)程查詢開關(guān)狀態(tài)。

2 配網(wǎng)自動化開關(guān)對供電可靠性的影響

配網(wǎng)自動化開關(guān)能夠避免配網(wǎng)供電過程中過負(fù)荷造成的線路燒毀、裝置擊穿等問題，在負(fù)荷開關(guān)、斷路器等基礎(chǔ)上實現(xiàn)故障的快速隔斷和設(shè)備保護(hù)功能。與此同時，在自動化開關(guān)運行過程中還能夠通過分段控制、實時攔截等手段有效避免單一點、線故障對區(qū)域供電的影響，降低用戶平均故障停電時間，切實提高配網(wǎng)供電的可靠性。

以某區(qū)域10 kV中壓線路為例，在配網(wǎng)建設(shè)過程中按照區(qū)域要求共設(shè)置425臺自動化開關(guān)，分別對主干線、關(guān)鍵支路的重點設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。僅2019年該區(qū)域自動化開關(guān)共實現(xiàn)有效分合閘32次，保護(hù)效果顯著。其中，32次動作中有效攔截線路后段故障26次，饋線動作保護(hù)并重合成功6次，大大減少了區(qū)域停電時間，具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1可以看出，配網(wǎng)自動化開關(guān)將平均故障停電時間控制在1 h左右，遠(yuǎn)低于2018年同期水平。此外，故障隔離時間減少到30 min左右，將區(qū)域配網(wǎng)供電可靠率提升到99.92%以上，大大改善了該區(qū)域10 kV配網(wǎng)的性能。

3 提升配網(wǎng)自動化開關(guān)穩(wěn)定性的關(guān)鍵措施

配網(wǎng)自動化開關(guān)性能直接影響著供電可靠性。我國配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)中按照功能需求形成了不同的自動控制單元，通過自動化開關(guān)實現(xiàn)裝置、線路等實時調(diào)控，開關(guān)保護(hù)設(shè)計滿足供電可靠性要求。但受環(huán)境、設(shè)備等因素影響，自動化開關(guān)往往會因零部件老化造成開關(guān)動作異常，如開關(guān)拒動、開關(guān)誤動等。尤其是在超負(fù)荷運行狀態(tài)下，易出現(xiàn)由電流、電壓過高引起開關(guān)損壞的現(xiàn)象。上述問題直接影響了配網(wǎng)自動化開關(guān)的控制效果，需針對具體問題開展對應(yīng)處理和防控。

（1）環(huán)境因素。惡劣氣候會導(dǎo)致自動化開關(guān)性能降低或失效，嚴(yán)重影響開關(guān)的使用壽命和使用效果。因此，在日常管理過程中需按照區(qū)域自然環(huán)境狀況和天氣情況做好巡檢和維護(hù)。常規(guī)巡檢應(yīng)包括巡檢任務(wù)、巡檢事項、安全標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)范等，確定巡檢的關(guān)鍵項及重點難點，如設(shè)備參數(shù)檢查、運行狀態(tài)檢查、故障區(qū)域檢查等。檢查過程中應(yīng)注重關(guān)鍵設(shè)備性能測試，如斷路器點檢、柱上開關(guān)點檢等，形成科學(xué)的點檢標(biāo)準(zhǔn)和方案，按照檢查測試結(jié)果制定點檢關(guān)鍵項，形成完整的點檢流程，從而保證配網(wǎng)自動化開關(guān)全面滿足各項控制要求。

（2）設(shè)備因素。隨著運行環(huán)境和運行需求的改變，配網(wǎng)自動化開關(guān)性能也需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。就目前供電可靠性需求而言，選擇配網(wǎng)自動化開關(guān)時應(yīng)盡量以具有FTU的智能系統(tǒng)（圖1）為主，通過FTU單元快速遙控，在系統(tǒng)發(fā)生故障后，F(xiàn)TU裝置將開關(guān)量信息、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)等傳輸?shù)脚潆娭行模焖俣ㄎ还收宵c，下發(fā)控制指令，由FTU裝置第一時間切斷線路，實現(xiàn)隔斷保護(hù)。

基于FTU的配網(wǎng)自動化開關(guān)系統(tǒng)能夠通過失壓分閘、有壓合閘、Y閉鎖、殘壓閉鎖等邏輯指令快速判斷故障情況，在斷路器和柱上開關(guān)基礎(chǔ)上進(jìn)行對應(yīng)分合閘動作，第一時間完成配電系統(tǒng)保護(hù)，有效地提升了配網(wǎng)供電的可靠性。

在提升供電穩(wěn)定性方面，配網(wǎng)自動化開關(guān)在使用過程中可通過智能控制器實時監(jiān)測開關(guān)運行狀況，結(jié)合智能監(jiān)測數(shù)據(jù)快速確定自動化開關(guān)參數(shù)、狀態(tài)等，避免出現(xiàn)由開關(guān)異常造成的拒動和誤動，配網(wǎng)自動化開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測架構(gòu)如圖2所示。

該系統(tǒng)運行過程中為有效采集和監(jiān)測自動化裝置的性能參數(shù)和運行狀態(tài)，可在自動化開關(guān)設(shè)置區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和試驗，全面掌握自動化開關(guān)的機械特性、熱特性、絕緣特性等，通過狀態(tài)監(jiān)測模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合和快速分析，判斷是否存在配網(wǎng)自動化開關(guān)異?，F(xiàn)象。對出現(xiàn)故障的設(shè)備可在GOOSE傳輸基礎(chǔ)上整合系統(tǒng)信息，通過DTU單元進(jìn)行實時調(diào)控，以全面提升配網(wǎng)自動化裝置運行的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)由開關(guān)異常引起的配網(wǎng)供電問題。

4 結(jié)語

配網(wǎng)自動化開關(guān)使用過程中應(yīng)全面把握供電可靠性指標(biāo)，按照各項要求做好開關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計，選擇對應(yīng)裝置安裝在指定位置，做好斷路器、負(fù)荷開關(guān)等的參數(shù)配置和狀態(tài)設(shè)置，使其能夠在配網(wǎng)運行過程中高效完成各項保護(hù)動作。在智能化、高效化、實時化監(jiān)管的基礎(chǔ)上有效提升自動化開關(guān)的穩(wěn)定性和可靠性，降低自動化開關(guān)運行過程中的各項風(fēng)險，對于促進(jìn)我國電網(wǎng)的發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。

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收稿日期：2020-07-16

作者簡介：曾兆星（1994—），男，廣東人，助理工程師，從事配網(wǎng)運行維護(hù)工作。