福建龍海市供電有限公司 藉 偉

配電自動(dòng)化系統(tǒng)在電力建設(shè)中的應(yīng)用

福建龍海市供電有限公司 藉 偉

配電自動(dòng)化是指利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制與計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切的關(guān)系 。

一、配電網(wǎng)的合理規(guī)劃

配電自動(dòng)化的基本原理是將環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)線路以分段開關(guān)分割成各個(gè)供電區(qū)域。當(dāng)某區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)將分割該區(qū)域的開關(guān)跳開，隔離故障區(qū)域。隨后，將因線路發(fā)生故障而失電的非故障區(qū)域迅速恢復(fù)供電，從而避免了因線路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整條線路連續(xù)失電。配電自動(dòng)化對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃提出了以下幾點(diǎn)要求。

1. 供電線路要連接成環(huán)網(wǎng)，至少要具備雙電源，對(duì)供電密集區(qū)甚至要考慮構(gòu)成多電源供電系統(tǒng)。

2. 干線分段。避免線路某處出現(xiàn)故障導(dǎo)致整條線路都連續(xù)失電，即通過(guò)分段開關(guān)的倒閘，將非故障區(qū)域負(fù)荷轉(zhuǎn)移。分段原則是根據(jù)具體情況，或按負(fù)荷相等，或按線長(zhǎng)相等，或按用戶數(shù)量均等原則，且應(yīng)考慮投資效益，一般線長(zhǎng)在3 km 以內(nèi)的宜分3 段，線路更長(zhǎng)時(shí)，不超過(guò)5 段。

3. 分段開關(guān)使用負(fù)荷開關(guān)，不使用斷路器，這將節(jié)省部分一次設(shè)備的投資。線路發(fā)生故障后，分段開關(guān)的作用是隔離故障區(qū)域，而不是切除故障電流。

二、配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀

配電自動(dòng)化是一個(gè)龐大復(fù)雜、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。目前實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化大體有以下幾種方式。

1. 10 kV 輻射線路或樹狀線路采用重合器、分段器方式。由于不需配置通道和主站系統(tǒng)，依靠重合器和分段器自身的功能進(jìn)行故障隔離和恢復(fù)供電。

2. 10 kV 環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡(luò)中采用重合器，配合環(huán)網(wǎng)柜實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。

3. 10 kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡(luò)中采用環(huán)網(wǎng)柜加裝FTU ，并設(shè)置配電自動(dòng)化系統(tǒng)，環(huán)網(wǎng)柜可以是戶外的，也可以是戶內(nèi)的。

4. 我國(guó)城市大多數(shù)是由沿城市街道敷設(shè)的架空絕緣導(dǎo)線構(gòu)成10 kV 配電網(wǎng)絡(luò)。

配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用原則有：一是適應(yīng)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)條件的原則,不能照搬發(fā)達(dá)國(guó)家的配電自動(dòng)化模式，應(yīng)該立足國(guó)情，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際條件以解決配電網(wǎng)的實(shí)際問(wèn)題和符合供電可靠性及用戶的要求。二是適應(yīng)配電網(wǎng)發(fā)展的原則。隨著“網(wǎng)改”的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)無(wú)論線路長(zhǎng)度還是設(shè)備容量都在不斷增長(zhǎng)，配電自動(dòng)化應(yīng)該能適應(yīng)發(fā)展了的配電網(wǎng)，反過(guò)來(lái)，發(fā)展的配電網(wǎng)更需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。三是適應(yīng)定時(shí)限保護(hù)的原則。定時(shí)限保護(hù)方式采用電流階梯和時(shí)間階梯重合，可使上下級(jí)保護(hù)配合方便、協(xié)調(diào)。

三、逐步完善的原則

對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)分期、分階段進(jìn)行。第一階段為初級(jí)階段，即變電站出線以自動(dòng)重合閘作保護(hù)，線路上安裝多組自動(dòng)配電開關(guān)，建立電壓控制系統(tǒng)。第二階段是在第一階段的基礎(chǔ)上，增設(shè)通信及控制設(shè)備，各分支線自動(dòng)配電開關(guān)由供電所實(shí)現(xiàn)控制，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)配。第三階段增加各供電所與配電管理中心的通信，將各點(diǎn)信號(hào)傳送到配電管理中心，實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制及信息的自動(dòng)處理，達(dá)到完善的配電自動(dòng)化。

四、配電網(wǎng)自動(dòng)化的要求

配電網(wǎng)自動(dòng)化是以實(shí)時(shí)方式就地或在遠(yuǎn)方對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、控制、調(diào)節(jié)和事故處理的技術(shù)，其目的在于保證配電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。它應(yīng)當(dāng)滿足以下幾方面的要求。

1. 通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)每條線路上的負(fù)荷運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全因素，消除事故隱患。

2. 通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶計(jì)量表故障，防止竊電，避免用電量損失。

3. 具備可靠、高速率的通信。

4. 具備完善的、能識(shí)別故障電流的、滿足室外惡劣環(huán)境的故障控制器，并實(shí)現(xiàn)斷路器遠(yuǎn)方操作。

5. 能通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能及時(shí)計(jì)算線路線損，使線路能在最佳的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。

6. 系統(tǒng)的電量控制和功率控制可促進(jìn)電費(fèi)回收。

7. 配電網(wǎng)自動(dòng)化的主站系統(tǒng)應(yīng)具有擴(kuò)充性和開放性功能，主站軟件功能完善，硬件上有足夠的處理速度和裕度。

五、配電網(wǎng)自動(dòng)化模式方案

1. 變電站主斷路器與饋線斷路器配合方案，由變電站出線保護(hù)開關(guān)和饋線開關(guān)相配合，并由兩個(gè)電源形成環(huán)網(wǎng)供電方案，也就是優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)。推行配電網(wǎng)“手拉手”，變電站出線保護(hù)開關(guān)具有多次重合功能，重合命令由微機(jī)控制，線路開關(guān)具有自動(dòng)操作和遙控操作功能，開關(guān)具有自動(dòng)操作和遙控操作功能，事故信息、監(jiān)控系統(tǒng)由微機(jī)一次完成。

2. 自動(dòng)重合器方案。此方案是將兩電源連接的環(huán)網(wǎng)分成有限段數(shù)，每段線路由相鄰的兩側(cè)重合器作保護(hù)。故障時(shí)，由上一級(jí)重合器斷開故障線路，盡可能避免由變電站斷路器進(jìn)行分合。當(dāng)任一段故障時(shí)，應(yīng)使故障段兩端重合器分?jǐn)?，?duì)故障進(jìn)行隔離，線路分支線故障由重合器與分?jǐn)嗥鲃?dòng)作次數(shù)相配合來(lái)切除。

3. 自動(dòng)重合分段器方案。每段事故由自動(dòng)重合分段器根據(jù)故障時(shí)間來(lái)判斷。此方案在時(shí)間設(shè)置上，應(yīng)保證變電站內(nèi)斷路器跳開后，線路斷路器再延時(shí)斷開。然后站內(nèi)斷路器進(jìn)行重合，保證從電源側(cè)向負(fù)荷側(cè)送電，當(dāng)再次合上故障點(diǎn)時(shí)，站內(nèi)斷路器再次跳開，同時(shí)故障點(diǎn)兩側(cè)線路斷路器將故障段鎖定斷開，確保再次送電成功。

4. 饋線自動(dòng)化模式。

（1）就地控制模式。即，利用重合器加分?jǐn)嗥鞯姆绞綄?shí)現(xiàn)。

（2）計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控模式。即設(shè)立控制中心，饋線上各個(gè)自動(dòng)終端采集的信息通過(guò)一定的通信通道傳回主站。在有故障的情況下，由主站根據(jù)采集到的故障信息進(jìn)行分析判斷， 切除故障段并實(shí)施恢復(fù)供電的方案。

（3）就地與遠(yuǎn)方監(jiān)控混合模式。 采用斷路器（重合器）、智能型負(fù)荷開關(guān)，并且各自動(dòng)化開關(guān)具有遠(yuǎn)方通信能力。這種方案可及時(shí)、準(zhǔn)確地切除故障，恢復(fù)非故障段供電，同時(shí)還可接受遠(yuǎn)程監(jiān)控，配電網(wǎng)可以積極參與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整和非正常方式下的集中控制。

六、結(jié)論

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化是當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)的熱點(diǎn)，無(wú)論是大型還是中小型城市都把配電網(wǎng)建設(shè)改造及自動(dòng)化的實(shí)施列為工作重點(diǎn)，投入大量的資金和人力、物力，其目的都是為了擴(kuò)大供電范圍，增強(qiáng)供電能力，提高供電可靠性。