浅析电力自动化中的配电网自动化

【摘 要】随着经济和科技的快速发展以及我国电力事业的发展，自动化技术在供电企业得到广泛的应用及发展。文章主要结合个人实践工作经验对电力自动化中配网自动化进行简要的分析。

【关键词】供电企业；自动化；应用技术

1.配电网自动化模式及方案

1.1馈线自动化模式

就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式实现。计算机集中监控模式，即设立控制中心，馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障的情况下， 由主站根据采集的故障信息进行分析判断，切除故障段并实施恢复供电的方案。就地与远方监控混合模式， 采用断路器， 智能型负荷开关， 并且各自动化开关具有远方通信能力。这种方案可以及时、准确地切除故障，恢复非故障段供电，同时还可以接受远方监控，配电网高度可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。

配电网自动化的通信主要包括了主站对子站、主站对现场终端、子站对现场终端、子站之间、现场终端之间的通信等广义的范围。通信是实施配网自动化的一个重点和难点，区域不同、条件不同，通信方案也多种多样，主要有光纤、有线电缆、电力载波、微波、扩频等，但就目前配网自动化技术不够成熟的情况下，采用混合通信方案是比较符合实际的原则。

1.3变电站主断路器与馈线断路器配合方案

由变电站自己出线保护开关和馈线开关相互配合，并由两个电源形成环网供电方案。也就是说优化配网结构，推行配电网“手拉手”， 同时变电站自己出线保护开关本身具有多次重叠功能，重合命令主要由微机控制，线路开关具有自动操作和遥控操作功能，开关具有自动操作和遥控操作功能，远动装置，事故信息、监控系统由微机一次完成。设备与线路故障由主站系统判断，确认故障范围后，发令使故障段开关断开。

1.4自动重合器方案

这个方案是将两电源连接的环网分成有限段数， 同时每段线路由相邻的两侧重合器作保护。发生故障时，由上一级重合器开断故障，尽可能避免由变电站断路器进行分合。当任一段故障时，应使故障段两端重合器分断，对故障进行隔离，线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。

1.5自动重合分段器方案

每一段发生事故应由自动重合分段器根据发生关合故障的时间来判断。这个方案在时间的设置上，则应该保证变电站里面断路器跳开后，线路断路器再延时进行断开操作。继而变电站内断路器进行重合，确保从电源侧向负荷侧送电，当故障点得到解决时，变电站内的断路器再次跳开，与此同时故障点两侧线路断路器将故障段锁定断开，保障再次送电成功。

2.当前配电网自动化的现状

配电网的自动化是电力系统自动化里的一个庞大而复杂的、综合性相当高的系统性工程，它包含了电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配电自动化是一个统一的整体。目前实现配电自动化大体有以下几种方式：在10kV辐射线路或树状线路采用重合器、分段器方式。由于不需配置通道和主站系统，依靠重合器和分段器自身的功能进行线路故障时的故障隔离和恢复供电，因而实施比较容易，投资较节省。在10kV环形电缆配电网络中采用重合器， 配合环网柜实现配电自动化。在10kV环形电缆配电网络里采用环网柜加装FTU并设置配电网自动化系统，环网柜可以是户内的，亦可以是户外式。基于这种配电网络，目前我们采用的配电自动化方式首先是进行网络的优化改造，形成多个环网，使每一用户有两个供电源。

3.配电网自动化的应用原则

3.1逐步完善的原则

配电网自动化是一项综合性系统工作，最基本的条件是应具有较为完善的多路电源的配电网点，涉及到城市建设，配电网规划设计，设备选择等一系列繁杂的系统工程，内容丰富，技术性强。对于配网自动化的发展则应实行分期、分阶段进行工程实施。在工程实施的第一阶段，也就是变电站出线以自动重合闸作保护，线路上装多组自动配电开关，同时建立电压控制系统。第二阶段在第一阶段的基础上，增设通信及控制设备，对各分支线自动配电开关实现控制，对负荷进行调配。第三阶段建设配网自动化系统和相应的通信系统，将各点信息传送到配网调度中心，实现微机控制及信息的自动处理，达到完善的配电自动化。

3.2采用电流控制式的原则

因为重合断路器常常会有合分操作和瞬时性故障时自动重合，导致配电开关频繁动作，致使电力设备安全可靠性大大降低，影响设备的使用寿命。此外，由于自动配电开关有一瞬间的合闸延时时间，如果在故障时并联组数较多的线路，最末级合闸要延迟的时间多达几十分钟，这样合闸时间将大于故障判断时间，所以影响供电的连续性。

3.3适应性原则

（1）适应城乡经济条件的原则。结合当地实际情况以解决配电网的实际问题和符合供电安全可靠性以及用户的要求为主要目的，将有限的资金合理地投入配网自动化中去。

（2）适应配电网发展的原则。发展的配电网，更需要实现自动化，并逐步向智能配电网过渡。

（3）适应定时限保护的原则。采取定时限的保护方式采用电流阶梯和时间阶梯重合，使得上下级保护配合更加方便、协调。

4.配电网自动化的要求

配电网的自动化是以实时方式就地或远程操作对配电网进行数据收集、调节、控制和事故处理的系统科学技术，它目的在于确保配电网安全稳定、经济运行发送电能，降低电能损耗、快速处理、提高供电安全可靠性。它应当满足以下几方面的要求：

（1）通过系统监测功能及时发现用户电能计量表故障，防止偷电窃电，避免用电量白白损失。具备比较完善的、可识别故障电流的、适合室外恶劣环境的故障控制器， 具备可靠的、高速率的通讯，以及实现断路器远程操作控制。

（2）能通过系统监测功能及时计算线路线损，使线路能在最佳的经济状态下运行。系统的电量控制和功率控制可促进电费回收。配电网自动化的主站系统应该具备扩充性和开放性2种功能，主站软件功能要改进和完善，硬件上有足够的处理速度和裕度。

（3）通过实时监控系统， 详细监测每条线路上的负荷运行情况，及时发现并预防不安全因素，消除事故安全隐患，提高配电网安全可靠运行。

5.配网自动化实施中应注意的问题

（1）因为配电终端设备中的电源用于控制开关动作，正常情况下应从线路中获取，所以线路发生故障后，后备电源应具有较高的可靠性。

（2）在实施配网自动化后， 大大降低了工作人员的工作强度，提高了劳动生产效率，使工作人员能更加全面快捷地掌握网络的运行状况，这样供电企业才能创造更好的经济效益和社会效益。配电网自动化工程的实施推广，改变了供电企业配电网传统的运行管理模式，同时这也对运行人员提出了较高的要求。

（3）配电网自动化实施所要涉及的部门很多，投资金额大，是一项复杂的系统工程，因此配电网自动化的规划是必不可少的，必须结合当地配电网发展的实际情况制定合理的发展规划，拟定详细的切实可行的配网自动化实施计划，整体布局考虑，分期分批实施，同时要和供电企业内部信息化建设相协调。

（4）由于配电线路设备复杂的户外运行环境， 对开关设备、配电终端设备等等提出了更高的要求，实施过程中必须考虑雷爆区、雨淋和潮湿、低温和高温工作、风沙、腐蚀、振动、电磁干扰等因素的影响，在开关的外绝缘材料、电子设备的设计、元器件的筛选等方面应综合考虑其性价比。