電力自動化在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

鄭建軍

（國網(wǎng)浙江桐廬供電公司，浙江 桐廬 311500）

隨著當(dāng)前社會對電力需求的逐漸增加，對低壓配電系統(tǒng)加強(qiáng)管理，保證配電網(wǎng)運行通暢，已經(jīng)成為電力工作人員需要長期重點關(guān)注的問題。然而，在傳統(tǒng)主要由人工進(jìn)行運維的低壓配電系統(tǒng)中，卻在系統(tǒng)運行不暢、運維搶修效率低下等方面存在著一定問題，影響著正常的電力供應(yīng)以及人們的生產(chǎn)生活。電力自動化控制的應(yīng)用，則為此類問題的解決提供了可能。

1 目前低壓配電系統(tǒng)中存在的問題

目前，低壓配電系統(tǒng)中的供電方式正逐步由低壓側(cè)兩路電源備自投的應(yīng)用方案替換原來的單電源供電。一定程度上解決了單電源供電連續(xù)性低、出現(xiàn)故障時所有負(fù)載都將停電的問題。但由于實際使用中每路電源都有各自的負(fù)載，因此，也在聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上時單一線路運行加大額外負(fù)載、平?；蛴秒姼叻迤谧儔浩鬟^載等情況，仍舊需要進(jìn)行一定的高效人工干預(yù)，由工作人員手動切除部分負(fù)載，以維持電力穩(wěn)定。

前提是，工作人員需要清楚變壓器及所有負(fù)荷運行情況，因此，就不得不利用智能開關(guān)的相關(guān)參數(shù)。然而，由于智能開關(guān)的參數(shù)并不能直接在開關(guān)柜上顯示，與之配套的后臺軟件也被電力局內(nèi)部禁止安裝，用戶基本不會安裝后臺，因此，就難以從有效途徑獲得足夠詳細(xì)、準(zhǔn)確的參數(shù)。這也就導(dǎo)致了工作人員真正進(jìn)行手動操作時，只能夠根據(jù)大部分經(jīng)驗來切除負(fù)載。而由此產(chǎn)生的隱患不僅僅在于無法合理分配電能，更在于極有可能為民眾帶來不必要的麻煩。

而由于數(shù)據(jù)采集不足，相應(yīng)也會產(chǎn)生一系列問題。例如在工作人員要對設(shè)備故障進(jìn)行搶修時，無法從運維系統(tǒng)中獲取必要的關(guān)于設(shè)備狀態(tài)信息、電參量信息、出線的報警以及故障詳細(xì)信息 即使用戶裝了后臺軟件，停電時也無法使用后臺軟件，將直接導(dǎo)致?lián)屝捱^程冗長。在使用電力自動化之前的低壓配電系統(tǒng)，整體的運轉(zhuǎn)效率、安全風(fēng)險、管理水平等都是相對低效的。

2 電力自動化控制定義及意義

電力自動化控制是指通過電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等對低壓配電系統(tǒng)實施有效的控制管理，包括但不限于運維搶修、電力參數(shù)存儲與上傳、配電系統(tǒng)檢測、風(fēng)險報警與控制等在內(nèi)的自動化控制與管理內(nèi)容。其對于整個低壓配電系統(tǒng)的高效、安全運轉(zhuǎn)意義重大。

2.1 有效提高低壓配電系統(tǒng)運維搶修效率與質(zhì)量

首先，電力自動化控制能夠在故障發(fā)生時自動記錄故障發(fā)生時的電參量、故障原因、變壓器散熱狀態(tài)，自動計算變壓器負(fù)載率、斷路器健康狀態(tài)以及壽命信息。并可自動傳輸至運維系統(tǒng)，讓工作人員提前獲取足夠詳細(xì)、關(guān)鍵、準(zhǔn)確的運維數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)備健康度的有效管理。且由于電力自動化控制中的運維搶修系統(tǒng)的供電方式具有多樣性與靈活性，因此，無論是否停電，都可以在現(xiàn)場查看所有采集的實時數(shù)據(jù)及記錄的歷史數(shù)據(jù)，便于運維人員及時找到故障原因，提高搶修效率。

2.2 有效降低電力安全風(fēng)險，實現(xiàn)透明化管理

電力自動化控制是在大數(shù)據(jù)、智能化背景下，對整個低壓配電系統(tǒng)實施的全面控制與管理。首先，電力自動化控制自身能夠讓低壓配電系統(tǒng)有更多的冗余性來保證供電時的穩(wěn)定性與持續(xù)性。其次，能夠?qū)崿F(xiàn)箱變以及小區(qū)的變壓器出線及饋線回路設(shè)備感知，運行狀態(tài)感知。覆蓋監(jiān)測盲區(qū)，實現(xiàn) 透明箱變 透明配電室 ，對配電設(shè)備狀態(tài)及配網(wǎng)狀態(tài)一目了然。對 亞健康 以及 不健康 狀態(tài)的設(shè)備提前發(fā)出預(yù)警，提醒運維系統(tǒng)做預(yù)防性維護(hù)，減少突發(fā)事故發(fā)生，提高工作效率，提升供電連續(xù)性和經(jīng)濟(jì)效益。

3 電力自動化在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 對低壓配系統(tǒng)靈活的自動化監(jiān)測

在靈活性上，電力自動化控制在雙電源供電系統(tǒng)中可實時監(jiān)控電源的狀態(tài)和兩進(jìn)線一母聯(lián)開關(guān)的分合閘狀態(tài)，轉(zhuǎn)換時間和電壓閾值可以根據(jù)現(xiàn)場負(fù)載情況現(xiàn)場靈活調(diào)整，工作方式也可以調(diào)整，既可以自投自復(fù)，也可以自投不自復(fù)，控制方式多樣，既可以自動轉(zhuǎn)換，也可以手動轉(zhuǎn)換，便于電網(wǎng)運維人員查找、檢修故障，人機(jī)界面操作直觀簡單，簡化了檢修人員的操作流程。并且本身在400V 單母分?jǐn)嗟墓╇姺桨钢?，均可用采用此電源自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。且對于低壓配網(wǎng)的公變箱變、公變配電室、農(nóng)網(wǎng)配電臺區(qū)等，均具有應(yīng)用價值，實現(xiàn)低壓配網(wǎng)的透明管理, 具有充分的機(jī)動性與靈活性，是大數(shù)據(jù)時代下智能設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的完美結(jié)合。

在自動監(jiān)測上，首先，能夠及時監(jiān)控低壓配電系統(tǒng)中電源及設(shè)備狀況，故障時可及時記錄所有故障信息，停電后，運維人員仍可查看故障信息，提高了搶修效率。其次，在箱變中應(yīng)用后，則至少能保持兩個箱變的進(jìn)線只要有一個有電，就能提供兩個箱變的負(fù)載的供電，多了一個備份的功能。也就是說，除非兩個箱變進(jìn)線都斷電，才會導(dǎo)致負(fù)載斷電，冗余性多了一倍。這樣就減低了電力故障或偶然事故發(fā)生時對人們生活等方面造成的影響。相應(yīng)地，低壓電源自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)會檢測電源的電壓，檢測到電壓出現(xiàn)失壓、缺相、過壓、欠壓任一種情況時，由控制器發(fā)命令讓進(jìn)線開關(guān)分閘、母聯(lián)開關(guān)合閘，通過自動切換來實現(xiàn)自動化的電力事故預(yù)處理，大大縮短了停電時間和工作人員的勞動強(qiáng)度，保證了供電的連續(xù)性。

3.2 自動化報警與控制低壓配電系統(tǒng)運行狀況

電力自動化控制通過系統(tǒng)對箱變及配電室的管理，使設(shè)備狀態(tài)和運行狀態(tài)更清晰更直觀，對于預(yù)警信息系統(tǒng)發(fā)出告警，提高主動檢修的能力。比如，在監(jiān)測到變壓器負(fù)載率超過設(shè)定值或電壓低于設(shè)定閾值時，將及時進(jìn)行自動干預(yù)與控制，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的優(yōu)先級，選擇性的切除部分負(fù)荷，確保重要負(fù)荷不斷電，從而避免由此可能導(dǎo)致的供電中斷、供電設(shè)備損壞、造成安全事故等問題。此外，其能夠通過對箱變及配電室的管理，使設(shè)備狀態(tài)和運行狀態(tài)更清晰更直觀，對于預(yù)警信息系統(tǒng)發(fā)出告警，提高主動檢修的能力。具體來講，就是包括能夠根據(jù)低壓配電系統(tǒng)運行狀況進(jìn)行即時監(jiān)控分析，對于不合理供電因素即時發(fā)出警報，在出現(xiàn)有關(guān)問題時，通過發(fā)布指令進(jìn)行自動化控制與調(diào)節(jié)，避免由此產(chǎn)生的安全隱患。并對線路中存在的過熱、負(fù)載、設(shè)備老化等問題及時反饋、優(yōu)化與控制，提醒工作人員對低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行提前的維護(hù)。

3.3 存儲與提供有效設(shè)備運行參數(shù)，為搶修運維提供科學(xué)參考依據(jù)

存儲與提供有效設(shè)備運行參數(shù)，為搶修運維提供科學(xué)參考依據(jù)是電力自動化控制技術(shù)在低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用的另一作用，尤其是在一些由設(shè)備引發(fā)的設(shè)備問題等發(fā)生時。首先，電力自動化通過大數(shù)據(jù)匹配與分析調(diào)查，能夠?qū)Φ蛪号潆娤到y(tǒng)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的實時監(jiān)測。一方面，其通過存儲數(shù)據(jù)等方式為系統(tǒng)后期運維搶修提供有效的關(guān)于設(shè)備負(fù)荷曲線、過載等情況的詳細(xì)數(shù)據(jù)參考。另一方面，通過數(shù)據(jù)的上傳，也能讓運維工作人員從其中海量豐富的信息中總結(jié)出常見的低壓配電有關(guān)問題。如此工作人員不需再完全依賴后臺軟件與實際經(jīng)驗，主要通過對電力自動化控制下低壓配電系統(tǒng)中有關(guān)參數(shù)的分析來快速捕捉設(shè)備隱患、設(shè)備問題存在的根本原因。從而能夠更加準(zhǔn)確地對其進(jìn)行控制與維修，提升基層電網(wǎng)人員的工作效率與工作水平。再加上電力自動化控制系統(tǒng)的功能與平臺都是與大數(shù)據(jù)相連，因此，在數(shù)據(jù)搜集、計算與輸出過程中，能夠避免電量計量過程中出現(xiàn)較大誤差，實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的自動抄表、自動繳費、實時監(jiān)控的自動化管理。如此還能夠有效防止部分用戶的竊電行為。同時，電力自動化的分布式管理控制，能夠自動檢測到不同電路中的設(shè)備運行情況，包括設(shè)備故障、設(shè)備老化等，其通過對其提前預(yù)警，將數(shù)據(jù)傳達(dá)至運維系統(tǒng)，工作人員則能根據(jù)信息進(jìn)行提前的設(shè)備更換、維護(hù)，從而避免由設(shè)備老化而引發(fā)的火災(zāi)、觸電、終端設(shè)備損壞等問題，極大地降低低壓配電系統(tǒng)設(shè)備運行的安全性與穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

近來來，中國電力自動化行業(yè)資產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大，低壓配電系統(tǒng)已經(jīng)深入我國社會生產(chǎn)、日常生活的方方面面。但是，很多地區(qū)的低壓配電系統(tǒng)僅僅是滿足基本的使用需求，尤其是在廣大偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)中配電系統(tǒng)的維護(hù)管理存在很大缺陷，這是當(dāng)前我國現(xiàn)代化發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然需求。在具體應(yīng)用中，要從利用電力自動化對低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行適時檢測、報警與控制、智能化數(shù)據(jù)采集與反饋，如此才能確保電力系統(tǒng)朝著信息化以及工藝化方向有效發(fā)展。